第一章 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 导学案 2025-2026学年高一下学期化学鲁科版必修第二册

第1章　原子结构　元素周期律 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 学习目标 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。 项目活动 项目一、海带提碘 1.I2的物理性质及检验方法 常温下，碘是　　　    固体，　　    溶于水，易溶于　　　　    ，易    　　    。检验碘单质可以用淀粉溶液，淀粉遇碘单质变　　    色，也可以用四氯化碳，碘单质溶于四氯化碳，溶液呈　　　    色。 2.萃取和分液 (1)萃取：利用某溶质在两种　　　　　    的溶剂里　　　　　    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。 (2)分液：萃取后，可以用分液漏斗将两种液体分开，从而达到提取某物质的目的。 (3)分液操作需要注意的问题：a.分液漏斗使用前要检验　　　　　    ；b.下层液体要从　　　　　    ，上层液体要从　　　　　    。 3.从海带灰中提取碘单质 实验室里，从海带灰中提取碘单质包括　　　 　　　　　　    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　　　    、　　　    等氧化剂。 4.反萃取法：将富集在有机溶剂中的单质利用　　　　　    重新富集在水中的方法。 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。 5.物质分离提纯的基本思路 [活动探究] 1.为了将I-转化为I2，可以选用什么化学试剂?选用的依据是什么? 2.很多家庭都有如图这样的瓶子，这是把人参、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? 3.某同学为了验证海带中含有碘元素，拟进行如下实验，请回答相关问题： (1)第1步：灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中使用到的实验仪器有哪些? (请从以下仪器中选择) A.试管　B.瓷坩埚　C.坩埚钳　D.铁三脚架　E.泥三角　F.酒精灯　G.烧杯 (2)第2步：含I-的溶液的获取。如何获取含I-的溶液?写出简单操作过程。 (3)第3步：氧化。该步骤最好选用什么试剂(从浓H2SO4、新制氯水、KMnO4溶液、H2O2溶液四种试剂中选择)?理由是什么? (4)第4步：碘单质的检验。请说出检验碘单质的具体操作。 [知识点拨] 1.海带提碘的流程可表示如下： 2.物质分离提纯的常用方法——萃取和分液 (1)操作步骤 (2)萃取剂的选择 萃取剂必须具备的三个条件： ①萃取剂和原溶剂互不相溶、不反应； ②萃取剂和溶质不发生反应； ③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。 (3)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，应关闭活塞，盖上玻璃塞，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。 [对点练习] 1.选择萃取剂将碘水中的碘萃取出来，这种萃取剂应具备的性质是 (　　) A.不溶于水，且必须易与I2发生化学反应 B.不溶于水，且比水更容易使I2溶解 C.不溶于水，且必须比水密度大 D.不溶于水，且必须比水密度小 2.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 3.下列各项操作，错误的是 (　　) A.用乙醇萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗 B.进行分液时，分液漏斗中的下层液体，从下口流出，上层液体则从上口倒出 C.萃取、分液前需对分液漏斗检漏 D.为保证分液漏斗内的液体顺利流出，可将上面的塞子拿下 4.下列关于从海带中提取碘单质的说法中，正确的是 (　　) A.海带提碘包括浸取、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溶液反应的化学方程式为I2+2NaOH===NaI+NaIO3+H2O 项目二、海水提溴 1.溴是海水中重要的非金属元素，地球上99%的溴元素以　　　    的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“　　　　　    ”。 2.常温、常压下，溴单质是有　　　    性的　　　　    色液体，有　    　    气味； 　　    溶于水，易溶于　　　　　　　    等有机溶剂。 3.从海水中提取溴 (1)步骤：　　　　 　　　　    。 (2)反应原理：离子方程式为    。 (3)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。 (4)提取流程 [活动探究] 1.工业上常利用电解饱和食盐水的方法制取Cl2，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Cl2、Br2、I2的原因。 2.溴及其化合物可被用来作阻燃剂、净水剂、杀虫剂、染料等。常用消毒药剂红药水中含有Br2和汞。在照相技术中，溴化银可担任感光剂的角色。 (1)从海水中提取溴和海水中提取食盐的原理相同吗?为什么? (2)从海水中提取溴的过程中，为什么向溴水中鼓入空气和水蒸气可获得粗溴?在实验室中怎样从溴水中提取溴? [知识点拨] Cl2、Br2、I2性质的比较 (1)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，振荡后静置，下层为橙红色的是Br-，下层为紫红色的是I-。 [对点练习] 1.溴与氯同属“卤族”元素，其单质在性质上具有很大的相似性，但Cl2比Br2的活泼性强。下面是根据氯气的性质对溴单质性质的预测，其中不正确的是 (　　) A.溴单质溶于水得到溴水 B.溴单质与烧碱溶液不反应 C.溴单质与氢气反应的产物为溴化氢 D.溴离子可以用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验 2.下列说法正确的是 (　　) A.图Ⅰ振荡后静置，含溴的苯溶液将会到下层 B.图Ⅱ所示装置分液时先从下口放出下层液体，再放出上层液体 C.用氢氧化钠溶液可以萃取溴水中的Br2 D.在溶液中先加入氯水再加入CCl4，振荡、静置，观察下层溶液显橙红色，可检验Br-的存在 3.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S 、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质，加入药品的顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液盐酸 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 当堂检测 1.下列叙述不正确的是 (　　) A.用试管、胶头滴管、溴水、KI-淀粉溶液可比较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，下层液体为紫红色 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将海带灼烧成灰后加水搅拌；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 3.从海水中可以提取溴，主要反应为2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。下列说法正确的是 (　　) A.溴离子具有氧化性　　 B.氯气是还原剂 C.该反应属于复分解反应　　 D.氯气的氧化性比溴单质强 4.海洋植物如海带、紫菜等藻类植物中含有丰富的碘元素。碘元素以碘化物的形式存在。实验室从海带中提取碘的流程如下： (1)指出从海带中提取I2的实验操作名称：①　　　    ，③　　　    ；写出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)为使海带中的I-转化为I2的有机溶液，实验室里有坩埚、烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、滴管、圆底烧瓶、滤纸、石棉网以及必要的夹持仪器，还缺少的仪器是　　　　    。 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，可将它们分离。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，而是经过步骤③④⑤后再蒸馏，这样操作的原因是         。 参考答案 项目活动 项目一、 1.紫黑色 微 有机溶剂 升华 蓝 紫红 2.(1)互不相溶 溶解能力 (3)是否漏水 下口放出 上口倒出 3.浸取、过滤、氧化、萃取 氯水 溴水 4.化学转化法 [活动探究] 1.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.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。 3.提示：(1)根据灼烧时需要的仪器可知，使用的仪器主要有BCDEF。 (2)将灰烬转移到烧杯中，加适量蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌，过滤。 (3)选择H2O2溶液。原因是过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引入杂质，不产生污染，不会进一步氧化碘单质。 (4)取少量第3步的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液显蓝色，则证明海带中有碘元素。 [对点练习] 1.【答案】B 【解析】萃取剂与原溶剂不互溶，且更易溶解溶质。 2.【答案】C 【解析】①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；③操作是反萃取法，水溶液的密度比四氯化碳小，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。 3.【答案】A 【解析】乙醇与水互溶，因此不能用乙醇萃取溴水中的溴。 4.【答案】B 【解析】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等碱溶液，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。 项目二、 1.Br- 海洋元素 2.挥发 深红棕 刺激性 可 乙醇、四氯化碳 3.(1)浓缩、氧化和提取 (2) [活动探究] 1.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，一般不用氧化剂来制取Cl2。 2.提示：(1)不同。海水提取食盐为物理变化，而海水提溴涉及化学变化。 (2)溴单质具有很强的挥发性，向溴水中鼓入空气和水蒸气，Br2可挥发出来。在实验室中可以采用萃取、分液的方法提取溴。 [对点练习] 1.【答案】B 【解析】由于氯气溶于水可以得到氯水，故溴单质溶于水也可以得到溴水；氯气能与烧碱溶液反应，溴单质也可以与烧碱溶液反应；氯气可与氢气反应生成氯化氢，所以溴单质与氢气也可以反应生成溴化氢；根据Cl-的检验方法可推出溴离子可以用硝酸酸化的硝酸银溶液进行检验。 2.【答案】D 【解析】苯的密度小于水，所以苯层在上层，A错误；分液时先从下口放出下层液体，再将上层液体从上口倒出，B错误；氢氧化钠溶液不符合萃取剂的条件，C错误；2Br-+Cl2 ===Br2+2Cl-，CCl4密度比水大，Br2溶于CCl4，所以下层显橙红色，D正确。 3.【答案】D 【解析】Na2CO3溶液应加在BaCl2溶液的后面，因为加入过量的BaCl2溶液后，过量的Ba2+需用除去，A不正确；电解熔融MgCl2制取镁的反应是氧化还原反应，B不正确；工业上用电解熔融MgCl2的方法制取镁，C不正确；采用Cl2作氧化剂氧化Br-提取Br2，D正确。 当堂检测 1.【答案】C 【解析】Br2+2KI===2KBr+I2，I2使淀粉溶液呈蓝色，证明氧化性：Br2强于I2，A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，B正确；2KI+Cl2===2KCl+I2，I2与淀粉发生显色反应，即变蓝色，C不正确；少量Cl2与I-反应生成I2，I2溶于CCl4而显紫红色，D正确。 2.【答案】C 【解析】海带提碘：先将海带灼烧成灰，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.【答案】D 【解析】题述反应为氧化还原反应，Br-是还原剂，Cl2是氧化剂，故Cl2的氧化性强于Br2。 4.【答案】(1)过滤 萃取、分液 (2)B (3)分液漏斗、普通漏斗 【解析】(1)为了从悬浊液中分离出含I-的溶液，应采用过滤的方法；从I2的水溶液中把I2提取出来，应采用萃取、分液的方法。(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、分液缺少的仪器是分液漏斗，过滤缺少的仪器是普通漏斗。 5.【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，Br2不能完全蒸出 (3)分液漏斗 (4)步骤③④⑤实际上是Br2的浓缩富集过程，与直接蒸馏含Br2的海水相比，富集后再蒸馏效率更高，消耗能量更少，成本更低 1 学科网（北京）股份有限公司 $