鲁科版 (2019)必修 第二册微项目 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案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册微项目 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案，共9页。

项目一 海带提碘

1.I2的物理性质及检验方法
常温下,碘是① 紫黑色 固体,② 微 溶于水,易溶于③ 有机溶剂 ,易④ 升华 。检验碘单质可以用淀粉溶液,淀粉遇碘单质变⑤ 蓝 色,也可以用四氯化碳,碘单质溶于四氯化碳,溶液呈⑥ 紫红 色。
2.萃取和分液
(1)萃取:利用某溶质在两种⑦ 互不相溶 的溶剂里⑧ 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。
(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⑨ 是否漏水 ;b.下层液体要从⑩ 下口放出 ,上层液体要从 上口倒出 。
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 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。
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
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?
答案 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?
答案 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.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。
答案 (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。
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。
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
答案 B 萃取剂与原溶剂不互溶,且更易溶解溶质。
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
答案 C 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.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
答案 A 乙醇与水互溶,因此不能用乙醇萃取溴水中的溴。
4.(2020山东临沂高一月考)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
答案 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 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① Br- 的形式存在于海水中,所以人们也把溴称为“② 海洋元素 ”。
2.常温、常压下,溴单质是有③ 挥发 性的④ 深红棕 色液体,有⑤ 刺激性 气味;⑥ 可 溶于水,易溶于⑦ 乙醇、四氯化碳 等有机溶剂。
3.从海水中提取溴
(1)步骤:⑧ 浓缩、氧化和提取 。
(2)反应原理:离子方程式为⑨ Cl2+2Br- 2Cl-+Br2 。
(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
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。
答案 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.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?
答案 (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。
Cl2、Br2、I2性质的比较
(1)物理性质
(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-