内容正文:
第22课 溴和碘的提取 绿色化学
《范汝广说化学》编写
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核心知识点一 溴和碘的提取
核心知识点二 绿色化学
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核心知识点一 溴和碘的提取
1.工艺模式:
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2.海水提取溴
3.海带中提取碘
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例1 地球上 的溴元素分布在海洋中,所以需要从海水中提取溴。
(一) 制取粗溴:
(1)步骤①的离子方程式:_________________________。
(2)步骤②中,利用的是溴的______性。
挥发
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(二) 粗溴的精制一般有两种方式:
(3)方法一:向粗溴(含有水)中通入,得到高浓度的含 的溶液,反
应的化学方程式为___________________________________。用氯气氧化重新
得到高浓度的溴,然后蒸馏。在蒸馏过程中,工业上一般控制温度在 。
温度过高或过低都不利于生产,请解释原因:____________________________
___________________________________。
温度过高,浪费燃料,且产品
中水分过多;温度过低,蒸馏速度太慢
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(4)方法二:将生成的溴吹出用纯碱溶液吸收,其方程式为
,然后将所得的溶液用
酸化,使、 中的溴转化为单质溴,再用有机溶剂提取溴,
还可得到副产品________,写出这一过程的化学方程式____________________
__________________________________。
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(5)关于上述两种方法,正确的说法是_____。(双选)
CD
A.两种吸收过程中, 只作氧化剂
B.只有 吸收过程发生了氧化还原反应
C.用纯碱溶液作吸收剂时,纯碱既不是还原剂也不是氧化剂
D.从绿色化学的角度看,方法二较好,但工业生产还要考虑生产效率等多方面
[解析] 从海水中提取溴,一般要经过浓缩、氧化和提取三个步骤,“氧化”一般
使用氯气,“提取”利用的是溴的挥发性。粗溴的精制,是先把粗溴转化为溴的
化合物还原、溶液歧化 ,得到高浓度的含溴元素的溶液,再通过
氧化或归中的方法得到纯度较高的溴。
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例2 海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。
实验室里从海藻中提取碘的流程如下:
(1)流程中的操作①是______,操作②是____________。
(2)写出氧化步骤中主要反应的离子方程式:______________________。
过滤
萃取和分液
(3)操作②步骤中可以选择的试剂是___。
B
A.酒精 B.四氯化碳
C.醋酸 D.甘油(易溶于水)
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(4)流程中后期可用反萃取法提取单质碘:
①碘单质与浓 溶液发生的反应为:
,像这种将富集在四氯化碳中的碘单
质利用化学转化法重新富集在水中的方法即为反萃取法。指出上述反应中氧化
剂与还原剂的物质的量之比为_____。
②该流程中的操作2是______。写出、与 溶液反应的离子方程
式:______________________________。
过滤
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[解析] 海带提碘就是用氧化剂把氧化为 ,然后采取一定的方法得到固态的
。由于 易升华,所以工业上一般采取反萃取法从碘的四氯化碳溶液中提取
单质碘,该方法是先在碱溶液中把 歧化,再在酸溶液中把不同价态的碘归中,
得到单质碘。
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例3 海洋是一座巨大的化学资源宝库,如图是从海水中提取若干种化学物质的
流程图,则下列说法正确的是___。
A
A.用贝壳为原料生产的石灰,可用于①中沉淀
B.②中包含制取溶液、无水及热还原法冶炼 几个阶段
C.③④⑤中溴元素均被氧化
D.除去粗盐中的、、,依次加入足量的、 、
溶液
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[解析] 母液中加入碱液得到氢氧化镁,第②步先与 反应生成氯化镁溶液,
浓缩结晶得到,再在 气流中加热获得无水氯化镁,电解熔融
氯化镁制取 。第③步溴离子被氧化为溴单质,第④步中溴单质被还原为溴
离子,第⑤步中溴离子被氧化为溴单质。
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核心知识点二 绿色化学
1.常见环境问题的主要成因及危害
环境问题 主要成因物质 主要危害
温室效应 造成全球气候变暖,水位上升,陆地面积减
小等
酸雨 、 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层空洞 氟氯烷
(即氟利昂)、
到达地球表面的紫外线明显增多,给人类健
康及生态环境带来多方面危害
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环境问题 主要成因物质 主要危害
光化学烟雾 碳氢化合物、
刺激人体器官,特别是人的呼吸系统,使人
生病甚至死亡
白色污染 废弃塑料制品 ①在土壤中影响农作物吸收水分和养分,导
致农作物减产;②混入生活垃圾中难处理、
难回收
赤潮和水华 含、 元素的废
水 使水体富营养化,导致水中藻类疯长,消耗
水中溶解的氧,使水质恶化
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2.常见工业废气的成分及处理方式
工业废气 主要成分 处理方式
硫酸厂尾气 、、 等 一般用氨水吸收
硝酸厂尾气 、、、 等 一般用 溶液吸收
高炉煤气 、、 等 一般回收利用
炼钢烟气 烟尘、 等 一般回收利用
焦炉气 、、、 等 可用作燃料
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3.污水处理常用的化学方法
方法 常用试剂 原 理
混凝法 明矾、聚合氯
化铝等 (胶体) ,生成的胶
体吸附水中悬浮物
中和法 熟石灰、硫
酸、 通过加碱中和酸或加酸中和碱进行污水处理,如
沉淀法 等 加沉淀剂使金属离子形成沉淀而除去,如除去
氧化还
原法 氧化剂或还原
剂 污水中含有还原性物质,可加入氧化性物质除去;含
有氧化性物质,可加入还原性物质除去,注意加入的
物质不能对水产生次生污染
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4.绿色化学
(1) 核心思想:利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产和应
用中涉及的有害化学物质,实现从源头减少或消除环境污染。
(2) 最高目标:原子利用率 ,即反应物中的原子全部转化为期望
的最终产物。
(3) 开发和利用自然资源的原则:遵循减量化、再利用和再循环的原则,
践行绿色发展理念,保护生态环境。
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例4 化工生产应遵循绿色化学的原则,化学实验也应遵循绿色化学的原则,实
现原料和过程的绿色化。下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是___。
B
A.用过量的氯气进行性质实验 B.用双氧水代替高锰酸钾制取氧气
C.用溴水代替碘水进行萃取实验 D.用 与浓硝酸的反应制取硝酸铜
[解析] 氯气有毒,过量 会造成环境污染,A错误。溴水易挥发出有毒的溴蒸
气,C错误。用 和浓硝酸的反应制硝酸铜,会产生有毒的氮氧化物,D错误。
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例5 为解决能源与环境问题,有学者提出如图1所示的含碳物质转化的技术路线。
图1
图2
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(1)反应②属于______(填基本反应类型)反应。
(2)我国学者开发促进反应③的一种新型催化剂,催化过程如图2所示。该过
程的中间产物____(填化学式)、氧和氢进一步作用生成甲醇 和水。
(3)反应④的化学方程式为___________________________。
分解
(4)该技术路线有利于实现_____。(填字母)
AB
A.碳循环利用 B.减少碳排放 C.减少白色污染
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[解析] “可燃冰”主要成分的名称为甲烷,反应①甲烷和氧气在点燃的条件下生
成水和二氧化碳,随后溶液吸收生成。反应②中 在加
热的条件下分解,生成 进行循环利用。反应③是二氧化碳和氢气在催化
剂的作用下反应生成甲醇和水。反应④是与在催化剂的作用下生成
和 。
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