第1章 微项目 海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

海带提碘与海水提溴 ——体验元素性质递变规律的实际应用 　 1.通过海带提碘活动和海水提溴工艺流程的设计，建立真实复杂系统中物质富集、分离、提取的基本思路。 2．通过海水提碘活动和海水提溴工艺流程的设计，体会元素周期律、元素周期表在分析、解决实际问题中的价值。 项目活动一　海带提碘 【思考探究】 1．实验室中，从海带灰中提取碘单质的步骤有哪些？ 提示　包括浸取、过滤、氧化、萃取四个步骤。 2．为了将I－转化为I2，可以选用哪些化学试剂？选择的依据是什么？如何检验碘单质的存在？ 提示　可选择的氧化剂为氯水、溴水等。依据为：同主族元素单质的氧化性从上到下逐渐减弱，即氧化性：Cl2＞Br2＞I2。淀粉遇碘单质变蓝，可用淀粉溶液检验碘单质。 【归纳提升】 海带中提取碘 1．海带中含有碘元素的检验 (1)反应原理 2I－＋2H＋＋H2O2===I2＋2H2O，淀粉遇I2变蓝色。 (2)流程 2．海带提碘的工艺流程 3．海带提碘的基本实验操作 【对点练习】 1．实验室用海带提取碘的操作过程中，所选仪器错误的是(　　) 选项 操作 所选仪器 A 称取3 g左右的干海带 托盘天平 B 灼烧干海带至完全变成灰烬 烧杯 C 过滤煮沸后的海带灰与水的混合液 漏斗 D 用四氯化碳从氧化后的海带灰浸取液中提取碘 分液漏斗 解析　粗略称量干海带可用托盘天平，A正确；灼烧固体应在坩埚中进行，而加热液体可用蒸发皿，B错误；过滤煮沸后的海带灰水混合液可用漏斗分离，C正确；四氯化碳与水互不相溶，可用分液漏斗进行分液，D正确。 答案　B 2．从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是(　　) 　 　　　 　A．放出碘的苯溶液　 B．分离碘并回收苯 　 　　　 　 　C．将海带灼烧成灰 D．过滤得含I－溶液 解析　苯的密度小于水的密度，在上层，因此分液时，上层液体从上口倒出，A错误；分离苯和碘，采用蒸馏的方法进行，B正确；灼烧海带时用坩埚，C错误；过滤时缺少玻璃棒的引流，D错误。 答案　B 3．海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验： 请填写下列空白： (1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架、泥三角外，还需要用到的实验仪器是________(填字母，下同)。 A．烧杯　　　　　　　 B．表面皿 C．坩埚 D．酒精灯 E．干燥器 (2)步骤④一定发生的化学反应类型是________。 A．化合反应 B.分解反应 C．氧化还原反应 (3)步骤⑤所用的主要仪器是________，步骤③的实验操作名称是________。 (4)①～⑥操作中，使用玻璃棒的是________(填序号)。 (5)请设计简单实验，验证⑤提取碘后的水溶液中是否含有碘单质。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)灼烧固体时还用到坩埚和酒精灯。 (2)经步骤④使碘离子变为碘单质，发生氧化还原反应。 (3)分液的主要仪器是分液漏斗。分离固体和溶液用过滤的方法。 (4)能使用玻璃棒的是①灼烧、②浸泡(溶解)和③过滤。 (5)利用淀粉遇I2变蓝检验。 答案　(1)CD　(2)C　(3)分液漏斗　过滤　(4)①②③　(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明有单质碘) 【素养链接】 物质的分离提纯 1．基本思路 2．常用的物理方法 (1)过滤：分离固体和液体的混合物。 (2)结晶：将固体溶质从溶液中分离出来。 (3)萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将溶质从一种溶剂中提取到另一种溶剂中。 (4)分液：分离两种互不相溶的液体。 (5)蒸馏：分离两种互溶的且沸点相差较大的液体的混合物或除去液体中不挥发的杂质。 3．常用的化学方法 (1)沉淀法：将杂质离子转化为沉淀。 (2)气化法：将杂质离子转化为气体。 (3)杂转纯法：将杂质转化为需要提纯的物质。 (4)热分解法：加热使不稳定的物质分解除去。 (5)氧化还原法：用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质。 (6)酸碱溶解法：利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离。 项目活动二　海水提溴 【思考探究】 海水提溴过程中为什么要经过“空气吹出”“SO2吸收”“氯气氧化”等步骤？ 提示　第1次氧化得到的溴的浓度低，直接蒸馏生产成本高。经过“空气吹出”“SO2吸收”“Cl2氧化”等步骤实际上是将溴水浓缩了。 【归纳提升】 海水提溴 1．工艺流程 2．基本操作 3．有关反应的离子方程式 2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－ SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Br－ 【对点练习】 1．“空气吹出法”海水提溴的工艺流程如下： 下列说法不正确的是(　　) A．实验室保存溴通常加少量水 B．海水提溴与海水提镁发生的所有反应均为氧化还原反应 C．经过吸收塔后，溴元素得到了富集 D．蒸馏塔中还发生了化学变化 解析　溴易挥发，加水液封可以减少挥发损失，A正确；海水提镁的过程中，发生了镁盐与碱反应生成氢氧化镁的复分解反应，所以并不都是氧化还原反应，B错误；经过吸收塔后，所得溶液中的Br—浓度远大于进入吹出塔之前的海水中的 Br—浓度，因此溴元素得到了富集，C正确；蒸馏塔中发生的反应为2Br—＋Cl2===2Cl－ ＋Br2 ，D正确。 答案　B 2．实验小组从富含NaBr的工业废水中提取Br2的过程主要包括：氧化、萃取、分液、蒸馏等步骤。已知：可能用到的数据信息和装置如下： 物质 Br2 CCl4 乙苯 密度/(g·cm－3) 3.12 1.60 0.87 沸点/℃ 58.8 76.8 136.2 下列说法错误的是(　　) A．实验时，①的废水中出现红色 B．②的作用是吸收尾气，防止空气污染 C．用③进行萃取时，选择CCl4比乙苯更合理 D．④中温度计水银球低于支管口过多，导致Br2的产率低 解析　①中发生反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，反应产生了红棕色的Br2单质，因此实验时，①的废水由无色变为红色，A正确；②中盛有NaOH溶液，NaOH是碱，可以与Cl2、Br2发生反应，变为可溶性的物质，因此可以防止空气污染，B正确；根据表格数据可知乙苯的沸点比CCl4的沸点高，与液溴的沸点差别大，所以选择乙苯比CCl4更合理，更有利于后续的蒸馏作用，C错误；蒸馏时温度计是测量馏分的温度，若温度计水银球低于支管口过多，导致蒸馏时支管口温度低于Br2的沸点，使Br2的产率低，D正确。 答案　C 3．空气吹出法是目前海水提溴的主要方法之一。海水提溴的流程如图所示： (1)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，理由是__________________________。 (2)步骤⑥的蒸馏过程中，温度应控制在80～90 ℃，温度过高或过低都不利于生产，请解释原因：________________________________________。 (3)步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。所用主要仪器的名称是________________。 (4)步骤①②之后并未直接用含Br2的海水进行蒸馏得到液溴，而是经过“空气吹出”“SO2水溶液吸收”“Cl2氧化”后再蒸馏，这样操作的原因是___________________ _____________________________________________________________________________。 解析　(1)步骤①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，是因为在酸性溶液中Cl2、Br2与水的反应受到抑制。(2)步骤⑥的蒸馏过程中，温度过高，会产生大量水蒸气，溴蒸气中水蒸气含量增加；温度过低，溴不能完全蒸出。(3)根据信息，步骤⑧得到液溴和溴水的混合物，且它们的相对密度相差很大，因此采用分液的方法进行分离，所用的主要仪器是分液漏斗。(4)步骤③④⑤的过程实际上是Br2的浓缩富集过程，与直接蒸馏含Br2的海水相比，蒸馏含溴的溶液效率更高，消耗能量更少，成本降低，效益更高。 答案　(1)酸化可抑制Cl2、Br2与水反应 (2)温度过高，产生大量水蒸气，溴蒸气中水蒸气增多；温度过低，溴不能完全蒸出 (3)分液漏斗 (4) “空气吹出”“SO2水溶液吸收”“Cl2氧化”的过程实际上是Br2的浓缩富集过程，与直接蒸馏含Br2的海水相比，蒸馏含溴的溶液效率更高，消耗能量更少，成本降低 学科网（北京）股份有限公司 $$