第一章 微项目一 海带提碘与海水提溴-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂教师用书word（鲁科版）

——体验元素性质递变规律的实际应用 课程标准 核心素养 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．通过海带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 1.科学态度与社会责任：具有理论联系实际的观念，有将化学成果应用于生产、生活的意识，能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法解决生产生活中简单的化学问题 2．科学探究与创新意识：能根据文献和实际需要提出综合性的探究课题，评价和优化方案，处理实验信息 [知识梳理] 一、海带提碘 1．I2的物理性质及检验方法 常温下，碘是　紫黑色　固体，微溶于水，易溶于　有机溶剂　，易　升华　。检验碘单质可以用淀粉溶液，淀粉遇碘单质变蓝色，也可以用四氯化碳溶液，碘单质溶于四氯化碳，溶液呈　紫红　色。 2．萃取和分液 (1)萃取：利用溶质在两种　互不相溶　的溶剂里　溶解能力　的不同，用一种溶剂(萃取剂)把溶质从原溶剂里提取出来的方法。 (2)分液：萃取后，将两种液体用分液漏斗分开，从而达到提取物质的目的。 (3)分液操作注意的问题：①分液漏斗使用前要检验　是否漏水　；②下层液体要从　下口放出　，上层液体要从上口倒出。 3．实验室里，从海带灰中提取碘单质包括　浸取、过滤、氧化、萃取　四个步骤。其中，将I－氧化为I2是提取的关键步骤。由元素周期表中元素性质的递变规律可知，为了将I－氧化成I2，可以加入　氯水　、　溴水　等氧化剂。 4．反萃取法：将富集在有机溶剂中的单质利用　化学转化法　重新富集在水中的方法。 5．物质分离提纯的基本思路 二、海水提溴 1．溴是海水中非常重要的非金属元素，地球上99%的溴元素以　Br－　的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“　海洋元素　”。 2．常温常压下，溴是有　挥发　性的　深红棕　色液体。有　刺激性　气味；　可　溶于水，易溶于　乙醇、四氯化碳　等有机溶剂。 3．从海水中提取溴 (1)步骤：　浓缩、氧化和提取　。 (2)反应原理：离子方程式为　Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2　。 (3)空气吹出法：利用Br2的　挥发性　。通入热空气和水蒸气，就可将Br2吹出。 [教材解读] 一、教材P30[项目活动1] 思考： 1．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：可以选择氯气或双氧水将I－转化为I2。其依据是利用氯气或双氧水的氧化性大于碘单质。检验碘单质存在常用试剂是淀粉，淀粉与碘相遇变蓝色。 2．请设计实验方案，并运用流程图表示从海带灰中提取碘单质得到含碘单质的溶液的实验流程。 提示：海带海带灰悬浊液含I－的溶液含I2的水溶液含I2的四氯化碳溶液固体碘 实验方案设计及实施： 实验步骤 实验现象 实验结论 提示： 实验步骤 实验现象 实验结论 (1)称取3 g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净(不要用水洗，有I－)。将海带剪掉，用酒精润湿(便于灼烧)后，放在坩埚中。 (2)用酒精灯灼烧成有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。 (3)将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10 mL蒸馏水，搅拌，煮沸2～3 min，使可溶物溶解，过滤。 (4)向溶液中滴入几滴硫酸，再加入约1 mL Cl2的水溶液，观察现象，取少量上述滤液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象 加入氯水后溶液由无色变为深黄色；加入淀粉，溶液变为蓝色 氧化性： Cl2＞I2 讨论： 1．你在实验过程中遇到了哪些问题？这些问题是否得到了解决？如果得到了解决，是如何解决的？ 提示：在实验过程中对萃取剂的选择原理不清，通过查阅资料已经获得答案。 2．如果将你设计的方案应用于手工业生产，你认为其优势和不足各是什么？ 提示：如果该方案投入工业生产，我认为优点是对环境是比较友好的；其不足是过程复杂，费时。 3．在你设计的方案中，实现物质分离、提纯的基本思路是什么？实验时需要注意的问题有哪些？ 提示：分离提纯方法的选择思路是根据分离提纯物的性质和状态来定的。具体如下： ①分离提纯物是固体(从简单到复杂方法)：加热(灼烧、升华、热分解)，溶解，过滤(洗涤沉淀)，蒸发，结晶(重结晶)。 ②分离提纯物是液体(从简单到复杂方法)：分液，萃取，蒸馏。③分离提纯物是气体：洗气。 二、教材P33[项目活动2] 设计： 请用流程图表示你设计的从苦卤中提取溴单质的实验方案。 提示 讨论： 1．空气吹出法是目前用于从天然海水中提取溴的最成熟的工业方法，将海水酸化后，用氯气将Br－氧化为溴单质；继而通入空气和水蒸气，将溴单质吹入吸收塔中，使溴蒸气与吸收最后用氯气将其氧化得到溴单质。请比较你设计的提取溴单质的实验方案与利用空气吹出法提取溴单质方法的异同。 提示：用空气吹出法提取，得到的溴损失较小。 2．工业上常利用电解饱和食盐水的方法制取氯气，本项目利用氧化剂来制取碘单质和溴单质。请运用元素周期律的知识解释采用不同方法制取氯、溴、碘单质的原因。 提示：由于氯元素得电子能力很强，所以氯气的氧化性比溴单质、碘单质强，制取氯气比较困难。在提取氯、溴、碘时要根据三种元素单质的氧化能力选取不同的方法进行提取。 [活动项目1]　海带提碘 [核心突破] 1．物质分离提纯的基本思路 2．物质分离提纯的常用方法——萃取和分液 (1)萃取和分液 萃取：利用某种溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解能力的不同，用一种溶剂(萃取剂)将其从原溶剂中提取出来的方法。 分液：萃取后，可以用分液漏斗把互不相溶的两种液体分开，从而达到提取某物质的目的。 (2)操作步骤 (3)萃取剂的选择 萃取剂必须具备的三个条件：萃取剂和原溶剂互不相溶、不反应；萃取剂和溶质不发生反应；溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。 (4)分液操作的注意问题 ①分液漏斗使用前要检验是否漏水。 ②倒转分液漏斗时，应关闭玻璃塞和活塞，防止液体流出，并且要不时旋开活塞放气，以防止分液漏斗内压强过大引起危险。 ③分液时要将分液漏斗颈上的玻璃塞打开，或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔，保证漏斗内与外界大气相通，同时漏斗下端管口要紧贴烧杯内壁，从而使液体顺利流下。 ④下层液体要从下口放出，上层液体要从上口倒出。 3．反萃取法 将富集在有机溶剂中的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。 如将碘单质从碘的CCl4溶液中提取出来的过程如图： 其中，I2与浓NaOH溶液反应的化学方程式为3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。 [素养探究] 1．为了将I－转化为I2，可以选用什么化学试剂？选择的依据是什么？ 提示：根据元素周期表中元素性质的递变规律可知，同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则相应单质的氧化性逐渐减弱，所以氯水、溴水均可用作提取碘单质的氧化剂。 反应的离子方程式为Cl2＋2I－===2Cl－＋I2、Br2＋2I－===2Br－＋I2。 2．很多家庭都有这样的瓶子，把人参、枸杞、灵芝、鹿茸等中药材放在酒中进行泡制，一段时间以后倒出饮用，有舒筋活血之功效，你知道药材放在酒中泡制的原理吗？ 提示：泡制药酒从化学上解释实际上属于固液萃取，中药材中的有效成分在泡制过程中转移到酒精中，通过饮用药酒达到一定药效。 [典题示范] [典例1]　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。实验室从海藻中提取碘的流程如下： (1)指出从海藻中提取I2的实验操作名称：①　______　，③　______　；写出反应②的离子方程式：　________________　。 (2)提取碘的过程中。可供选择的有机溶剂是　____　。 A．酒精　　　　　 B．四氯化碳 C．醋酸 D．甘油 (3)为使海藻中I－转化为碘的有机溶液，实验室里有坩埚、烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器，还缺少的仪器是　________　。 解析：(1)为了从悬浊液中分离出I－，应采用过滤的方法；从I2的水溶液中把它提取出来，应采用萃取的方法。 (2)酒精、醋酸、甘油都是易溶于水的物质．所以不能用于萃取碘。 (3)萃取分液所缺少的仪器是分液漏斗，过滤所缺少的仪器是普通漏斗。 答案：(1)过滤　萃取　2I－＋Cl2===I2＋2Cl－ (2)B　(3)分液漏斗、普通漏斗 [针对训练] 1．下列关于从海带中提取碘单质的说法中正确的是(　　) A．海带中提碘包括萃取、过滤、氧化三个步骤 B．海带提碘选取的氧化剂可以是溴单质 C．反萃取法就是将有机溶剂中的碘单质溶于水的过程 D．反萃取法中碘单质与浓氢氧化钠反应的化学方程式为I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O 解析：B　[A中缺少萃取的步骤：由于溴单质的氧化性强于碘单质，所以海带提碘选取的氧化剂可以是溴单质，B正确；C中反萃取法就是将有机溶剂中的碘单质溶于NaOH等发生化学反应变成含碘化合物溶解在水中的过程；D中碘单质与浓氢氧化钠溶液反应的化学方程式为3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。] 2．海水中的碘富集在海藻中，我国海带产量居世界第一，除供食用外，大量用于制碘。提取碘的途径如下所示： 干海带海带灰水溶液―→碘单质 下列有关叙述正确的是(　　) A．碘元素在海水中也有游离态 B．在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2 C．操作A是结晶或重结晶 D．B是提纯操作，常用蒸馏或分馏 解析：B　[碘元素在海水中只有化合态，没有游离态，A错误；双氧水是绿色氧化剂，可以将碘离子氧化为碘单质，在提取的过程中用的氧化剂可以是H2O2，B正确；操作A是萃取，操作B是分液，然后才是利用蒸馏等操作来得到碘单质，C、D错误。] [活动项目2]　海水提溴 [核心突破] 1．从海水中提取溴 (1)步骤：浓缩、氧化、富集、提取。 (2)反应原理：离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 (3)提取方法：利用Br2的挥发性，鼓入热空气或水蒸气，就可将Br2分离出来。 (4)提取流程 2．Cl2、Br2、I2性质的比较 (1)物理性质 物理性质 氯气 溴单质 碘单质 颜色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 状态 气体 液体 固体 溶 液 颜 色 水中 黄绿色 橙色 棕色 酒精中 橙红色 紫色 四氯化 碳中 橙红色 紫红色 特性 易液化 易挥发 易升华 (2)Cl2、Br2、I2氧化性的比较 卤素单质的氧化性强弱顺序为Cl2＞Br2＞I2。 阴离子的还原性强弱顺序为Cl－＜Br－＜I－。 (3)Cl－、Br－、I－的检验 ①滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，Cl－产生白色AgCl沉淀，Br－产生浅黄色AgBr沉淀，I－产生黄色AgI沉淀。 ②先滴入氯水再加CCl4振荡，下层为黄绿色的是Cl－，下层为橙红色的是Br－，下层为紫红色的是I－。 [素养探究] 1．溴及其化合物可被用来作为阻燃剂、净水剂、杀虫剂、染料等。常用消毒药剂的红药水中含有溴和汞。在照相技术中，溴和碘与银的化合物担任感光剂的角色。 (1)从海水中提取溴、碘和海水中提取食盐的原理相同吗？为什么？ 提示：不同。海水提取食盐为物理变化，而溴、碘的提取为化学变化。 (2)从海水中提取溴的过程中，为什么往溴水中鼓入热空气或水蒸气可获得粗溴？在实验室中怎样从溴水中提取溴？ 提示：溴具有很强的挥发性，往溴水中鼓入热空气或水蒸气，溴即可挥发出来。在实验室中可以采用萃取的方法提取溴。 2．工业上常利用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，本项目利用氧化剂制取碘单质和溴单质。请运用元素周期律的知识解释采用不同方法制取Cl2、Br2、I2的原因。 提示：根据元素周期表中元素性质的递变规律可知，同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则相应单质的氧化性逐渐减弱，所以氧化性：Cl2＞Br2＞I2。 因为Cl2的氧化性很强，所以不能用氧化剂制取Cl2。 [典题示范] [典例2]　某化学兴趣小组从海水晒盐后的苦卤(Br－、Mg2＋含量较大)中提取溴，设计的实验方案如下： (1)“氯气氧化”过程中发生反应的离子方程式是　________________　。多余的Cl2用NaOH溶液吸收，写出反应的离子方程式：　________________　。 (2)萃取、分液操作的主要仪器是　________　；若用四氯化碳萃取溴水混合物中的溴，分液时有机层从仪器　________　端放出。 (3)若从苦卤中提取金属镁，写出提取过程中发生氧化还原反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 解析：(1)用氯气氧化苦卤中的Br－，氯气有毒，多余氯气可用氢氧化钠溶液吸收。(2)萃取、分液的主要仪器是分液漏斗。四氯化碳的密度大于水，下层液体从下口放出。(3)提取镁的过程中只有电解熔融的氯化镁属于氧化还原反应。 答案：(1)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－　Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　(2)分液漏斗　下 (3)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ [针对训练] 3．从海水中提取的溴约占世界溴年产量的1/3，从海水中提取溴的主要步骤可表示为(　　) A．氧化→吸收→吹出 B．氧化→吹出→吸收 C．吹出→氧化→吸收 D．吹出→吸收→氧化 解析：B　[从海水中提取溴，先用氧化剂将溴离子氧化为溴单质，再用热空气和水蒸气吹出后用溶有二氧化硫的溶液吸收。所以主要步骤是氧化→吹出→吸收，B项正确。] 4．下列说法不正确的是(　　) A．图Ⅰ振荡后静置，上层溶液颜色变浅或消失 B．图Ⅱ所示装置为用酒精提取溴水中的溴 C．可用CCl4提取溴水中的Br2 D．检验Br－的存在时，在溶液中先加入氯水再加入CCl4，振荡、静置，观察下层溶液是否显橙红色 解析：B　[A正确，Br2能与NaOH反应；Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O，上层溶液颜色变浅或消失；B不正确，酒精易溶于水，不能用酒精萃取溴水中的溴；C正确，可以用CCl4萃取溴水中的溴；D正确，2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，CCl4密度比水大，Br2溶于CCl4，所以下层显橙红色。] 1．下列叙述不正确的(　　) A．仅用试管、胶头滴管、溴水、KI淀粉溶液比较Br2与I2的氧化性的强弱 B．利用烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗及溴水和CCl4能除去NaBr溶液中的少量NaI C．在KI淀粉溶液中通入氯气，溶液变蓝，说明氯气能与淀粉发生显色反应 D．向FeI2溶液中通入少量Cl2，再滴加少量CCl4，振荡、静置，下层液体为紫色 解析：C　[A正确，Br2＋2KI===2KBr＋I2，使淀粉溶液呈蓝色，证明氧化性Br2强于I2；B正确，Br2＋2NaI===2NaBr＋I2，CCl4将多余的Br2及置换出的I2萃取后，分液得到NaBr溶液；C不正确，2KI＋Cl2===2KCl＋I2，I2与淀粉发生显色反应，即变蓝色；D正确，少量Cl2与I－反应生成I2，溶于CCl4而显紫色。] 2．海带中含碘元素，从海带中提取碘有如下步骤：①加入足量双氧水(含稀硫酸)；②将海带焙烧成灰后加水搅拌；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液；⑤过滤。合理的操作顺序是(　　) A．①②③④⑤　　　　 B．①③⑤②④ C．②⑤①③④ D．②①③⑤④ 解析：C　[海带中提取碘：先将海带焙烧成灰，向海带灰中加水搅拌，再过滤，向滤液中加入足量氧化剂(如H2O2等)，然后加入CCl4振荡，最后用分液漏斗分液。即合理的操作顺序为②⑤①③④。] 3．为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如下实验方案： 下列说法正确的是(　　) A．①中反应的离子方程式：2I－＋H2O2===I2＋2OH－ B．②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出 C．③操作使用的是反萃取法，得到的上层溶液中含有I－ D．操作Z的名称是加热 解析：C　[A项中加入稀硫酸，环境为酸性，不能生成OH－，故A错误；四氯化碳的密度比水大，②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出，故B错误；碘化钠水溶液的密度比四氯化碳小，③操作是反萃取法，得到的上层溶液中含有I－，故C正确；从含有碘的悬浊液中得到碘，应该采用过滤的方法，故D错误。] 4．从海水中提取部分物质的过程如图所示： 下列有关说法正确的是(　　) A．过程①中除去粗盐中的SO、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入药品的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸 B．由“母液→Mg”一系列变化中未涉及氧化还原反应 C．工业上一般用金属钠与无水MgCl2反应制取Mg单质 D．反应③和⑤均可由下列反应实现：2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，该反应属于置换反应 解析：D　[A不正确，Na2CO3溶液应在加BaCl2溶液的后面，因为加入过量的BaCl2溶液后，过量的Ba2＋需用Na2CO3除去；B不正确，电解MgCl2制取镁的反应是氧化还原反应；C不正确，工业上用电解MgCl2的方法制取镁；D正确，采用Cl2作氧化剂氧化Br－提取Br2。] 5．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①、②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③、④、⑤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，效益更高 学科网（北京）股份有限公司 $