从海水中提取溴和碘.ppt

1、 2.4 从海水中提取溴和碘 1、卤素的原子结构 一、卤素的结构 氯 溴 碘氟 卤素单质 的 活泼性： F2 Cl2 Br2 I2 卤族元素的 非金属性： F Cl Br I 氧化性 对应阴离子的 还原 性 ： I- Br- Cl- F- 2、卤素的化学性质 1、卤素的原子结构 +53 2 8 18 18 7 +9 2 7 +17 2 8 7 +35 2 8 18 7 F Br Cl I 相似性 ： 最外层均为 7个电子 递变 性 ： 电子层数依次递增 原子半径依次增大 结构 核电荷数依次递增 相似性 :易得一个电子 ，单质均 具有氧化 性 . 递变性 :从 F2 I2 核对外层电子的吸引力依

2、次减弱 , 得电子能力依次减弱 氧 化性依次减弱 . 性质 决 定 不用抄 1、递变规律 P42 二、卤素单质 的物理性质 F2 Br2 I2Cl2单质 颜色 密度 状态 熔沸点 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 气 态 气 态 液 态 固 态 逐渐增大 逐渐升高 1、卤素单质的物理性质的递变规律 二、卤素单质 的物理性质 常温下密度 单位 g/L 沸点 t/ 熔点 t/ 单质 分子式 2F 2Cl 2Br I2 1.690 3.47 3119 4930 -100.1 -34.6 58.78 184.4 -249.6 -101 -7.2 113.5 密度 小 大 熔沸点 低 高 不用抄 2、

3、单质氟（ F2）的物理性质（了解） 浅黄 绿色、有刺激性气味的气体 ， 剧毒 ， 与 水剧烈反应 （ 1）深 棕红色 液体 （ 3）密度 比水大 （ 4）溶解度：可 溶于水， 在水中的 溶解度较小， 易溶于有机溶剂 （ 2）挥发 ，有强烈刺激性气味，有毒 （ 5）有 强烈的腐蚀性 保存：棕色细口试剂瓶，并用 水液封 ， 不能用橡胶塞。 *溴的水溶液 溴水 黄 橙色 *溴的四氯化碳溶液 红棕色 3、液溴的物理性质 （ 1）碘是 紫黑色 固体，有金属光泽 （ 2）溶解度： 微溶 于水，呈淡黄色； 易溶 于 有机溶剂（ 紫红色 ），碘酒（棕色） （ 4）碘加热易升华成紫色的碘蒸气 （ 3）单质碘遇淀

4、粉溶液变蓝色 升华 P40：固体物质不经液态而直接变成气态的现象 沸点低于熔点 4、单质碘的物理性质 特性 水 汽油（苯） 四氯化碳 溴 碘 橙黄色 红棕 色 棕黄色 紫红色 溴和碘在不同溶剂中的颜色 变化 P44 红棕色 紫红色 CCl4 汽油或苯 溴水 溴的苯溶液 （橙色） （红棕色 ） 溴水 溴的四氯化碳溶液 （橙色） （ 红棕 色 ） （ 1）萃取 P40：利用 溶质在互不相溶的两种溶剂里的溶解度不 同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来的方法。 5、萃取和分液 CCl4 汽油或苯 碘水 上层： 碘的汽油溶液 （浅黄色） （紫红色） 碘水 下层：碘的 四氯化碳 溶液 （浅黄色） （

5、紫红色 ） （ 2）萃取 的条件： （ 1）两种溶剂互不相 溶 （ 2）溶质在两种溶剂中的 溶解度相差较大 萃取是常用的分离物质的方法 酒精是一种有机溶剂，溴和碘在酒精中的溶解 度大，能否用酒精萃取水溶液中的溴和碘？为什么 ？ 思考题： 如何将两种互不相溶的液体分开？ （ 3） 分 液 把两种互不相溶（分层）的液体 进行 分离 的操作。 分液仪器 -分液漏斗 分液漏斗 用于分离互不相溶的液体。 普通漏斗 长颈漏斗 分液漏斗 分液漏斗 右手压住分液漏斗口部 ,左手握住活 塞部分 ,倒转分液漏斗并用力振荡。 萃取与分液： 检验分液 漏斗是否 漏水 在分液漏斗 中加溶液和 萃取剂 振 荡 静 置 分

6、 层 将溶液和萃取剂依次 从 上口 注入分液漏斗 ，溶液总量不超过其 容积 2 3. 把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静 置、分层。 逐渐变浅 无 紫红 I2 水层 CCl4 操作 ： 注意振荡和放气的正 确操作方法 现象 ：溶液分层， 上层 颜色 _ 下层从 _色变成 _色。 结论： _从 _转移到 _ 分 液 何时关闭活塞 ？当液体交界面 下降到活塞处 ，关闭活塞。 使液体充分混合；打开活 塞，放出产生的气体。 思考：静置分层之后，为什么要打开上口的玻璃塞？ 液体分别是如何倒出的？ 使漏斗内外压强相等 ，便于 液体流出。 下层液体从 下端 放出， 上层液体从 上口 倒出 。 地球上 99% 的

7、溴分布在海洋中 ，以 “Br-”的形式存在。 如何在海水中提取 Br2？ 1、海水中溴离子的浓度很低，怎么办？ 2、如何将溴离子变成溴单质？ 3、如何将溴单质从水中分离出来？ 4、如何对分离出来的溴进行提纯 ? 思考题： 三、 海水提溴 Br 的浓度（ g /L） 海水 0.067 卤水 (晒盐之后 ) 2.5-3 步骤： 浓缩（ concentration ） 氧化 (oxidation ) 提取 (extraction ) 1、原理 ： Cl2+2Br- Br2 + 2Cl- 三、 海水提溴 1、海水中溴离子的 浓度很低，怎么办？ 2、如何将溴离子变 成溴单质？ 3、如何将溴单质从 水中分

8、离出来？ 4、如何对分离出来 的溴进行提纯 ? 2、步骤 ： 富集：蒸发浓缩，制取海盐所得苦卤中 Br 浓度高达 6g/L 氧化：通入氯气，使 Br 氧化成单质 Br2 提取粗溴：向苦卤中吹入热空气 ,使溴挥发 ,冷凝后得粗溴 粗溴提纯： Br2 Br Br2 3、流程 ： 粗溴 高纯溴 Br溴单质 热空气 热空气或水蒸气 通入氯气 通入 SO2、水 蒸发、浓缩海水 苦卤 溴单质通入氯气 Br2+SO2+2H2O 2HBr+H2SO4 提碘原料 碘是非金属元素。但是 ,碘在海水中 含量太低 ,仅有 0.06g/L目前还不能直 接从海水中提取碘。海洋植物 ,如海 带、马尾藻等有吸附碘离子的特殊能

9、 力 ,它们能把海水中的碘富集到是海 水中的 10万倍以上。所以通常从海带 或马尾藻中提取碘。 四、海带提碘 思 考 （ 2）如何 把碘由化合态变为 游离态并 分离出来？ （ 1）碘 元素在海带中存在的形式 ? 碘 元素以碘离子的形式存在 ，用水 浸泡；使其大部分 的碘离子转入水中，最后选用氧化剂将其氧化成单质 碘。 含碘离子的有机物 灼烧海带，使 其中的有机物烧成 CO2和 H2O,留下 无机 物 ， 使 碘的有机化合物变成无机的碘化物。 2、流程 ： 海带 海带灰灼烧 溶解、 过滤 含 I2的溶液 含 I-的溶液 残渣 氧化剂 碘的有机溶液 有机溶剂蒸馏碘单质 Cl2 + 2I - 2Cl

10、 - + I2 萃取 1、原理 ： 四、海带提碘 （ 1）灼烧：酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳 玻璃棒 3、仪器 （ 3）萃取分液：分液漏斗 （ 2）溶解、过滤：烧杯、漏斗、铁架台（带铁圈） 4、 蒸馏： （ 1）原理 利用 液态混合物（互溶） 中 各组 分沸点的不同 ，加热使其某一组分变成蒸气，经过 冷凝后再变成液体，从而跟其他组分分开，目的是 将 难挥发或不挥发 的杂质除去。 冷凝管蒸馏烧瓶 接液管 锥形瓶 温度计 进水口 出水口 （ 2）蒸馏装置 的安装顺序是 。 （ 3）各 部分仪器的名称？蒸馏实验有哪些注意事项？ 从左到右，自下而上 3.投放沸 石或瓷片 防暴沸 1.温度计水银

11、 球处于蒸馏 烧瓶支管口 处 2.冷凝 水， 下口进，上 口出 4.烧瓶底加 垫石棉网 【 练习 】 海带中含有丰富的碘。为了从海中提取 碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验 ： 海 藻 灼烧 海藻 灰 海藻灰 悬浊液 含碘离 子溶液 含碘 水溶液 含碘 苯溶液 浸泡 MnO2+ 稀 H2SO4 提取碘 单质碘 运用拓展 （ 1）步骤 灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要 用到的实验仪器是 ( ) A烧杯 B坩埚 C表面皿 D泥三角 E 酒精灯 F 干燥器 G.玻璃棒 H.坩埚钳 （ 2）步骤 的实验操作名称是 ；步骤 的目 的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤 的实验操作名称是

12、。 （ 3）步骤 反应的离子方程式是 。 BDEGH 过滤 蒸馏 2I- MnO2 4H Mn2 I2 2H2O （ 4）步骤 中，某学生选择用苯来提取碘的理 由是 。 （ 5）请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否 还有单质碘的简单方法： 。 苯与水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水中大 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 明还有单质碘；反之，说明没有单质碘。 五、卤素单质 的化学性质 Cl2 + 2NaI I 2 + 2NaCl Cl2 + 2NaBr Br 2 + 2NaCl Br2 + 2NaI I 2 + 2NaBr 1、 卤素间的置换反应

13、 单质的活泼性 : F2 Cl2 Br2 I2 卤素离子失电子能力 : (还原性） F- Br2 I2 思考： F2能否将氯离 子从溶液中置换出来 ？ 3Cl2+2Fe 2FeCl3 I2 + Zn ZnI2 （ H2O 做催化剂，反应放出大量的热。） 卤素 (X2)都能与金属反应，且氧化性逐渐降低 X2 +2e 2X-(卤化物 ) 2、 卤素与金属反应 点燃 水 I2 + Fe FeI2 （ 1）滴水生烟： Zn和 I2， 滴加水产生紫色的烟，请解释原因 ？ （ 2） 与 Fe的反应 3Br2+2Fe 2FeBr3加热 加 热 生成氢化物 的稳定性 H2+F2 2HF H2+Br2 2HBr

14、 H2+I2 2HI 500 化学方程式 与 H2反应的条件名称 F2 Br2 I2 Cl2 卤素单质与氢气反应有什么相似性和递变性 ? 冷暗处爆炸 HF很稳定 光照或点燃 HCl稳定 H2+Cl2 2HCl光照或点燃 500 较不稳定 持续加热 很不稳定 3、 卤素与氢气反应 酸性： HF HBrHI A）物理性质 ： 无色、有刺激性气味的气体 ，空气 中易形成酸雾 。 （ 1） HX的 性质 B）化学性质 注意： HF特性： 可以 腐蚀玻璃 ，只能用 塑料瓶或铅制容器盛放 ，不 能用玻璃瓶盛放 SiO2+4HF SiF4+2H2O（ 工业上用于雕刻玻璃） （ 2） HX的制备 CaF2+H

15、2SO4 （浓） CaSO4+2HF A）原理：高沸点酸制备低沸点酸B） HF的制备 ： 萤石，难溶 NaBr+H3PO4 （浓） NaH2PO4+HBr KI+H3PO4（浓） KH2PO4+HI 为什么不用浓硫酸 ？ C） HBr/HI的制备 ： 注意 1）不可用浓硫酸，因为浓硫酸会氧化 Br 和 I 2） HBr、 HI用无水 CaCl2或 P2O5干燥 2F2 2H2O 4HF O2 Cl2 H2O HCl HClO 反 应 越 来 越 难 （能反应） （很弱） （极弱） （很剧烈） 4、 卤素单质与水的反应 相似性 X2 H2O HX HXO （ X = Cl、 Br、 I） 递变性

16、 与水反应的能力依次渐弱 Br2 H2O HBr HBrO I2 H2O HI HIO X2 + 2NaOH NaX + NaXO + H2O X=Cl、 Br、 I 5、卤素单质与强碱的反应 6、与还原性物质的反应 X2 + NaSO3 +H2O HX + NaSO4 X=Cl、 Br、 I X2 + SO2 + 2H2O 2HX + H2SO4 X=Cl、 Br、 I X2 + 2Fe2+2Fe 3+2X- X=Cl、 Br 小结： 递变 规律 F Cl Br I 电子 层数 原子 半径 X2氧化性 X-失电子能力 X2与 H2化合 难易 HX稳定性 氢卤酸的酸性 2 3 4 5 小 大

17、强 弱 弱 强 易 难 强 弱 弱 强 A、不溶于水，也不溶于硝酸 AgCl 白色沉淀 AgBr 淡黄色沉淀 AgI 黄色沉淀 （ AgCl、 AgBr、 AgI在水中的溶解性依次减小） B、不稳定性： 2AgX 2Ag X2光照 四 、 Cl 、 Br 、 I 的 检验 1、卤化银的性质 2.卤化银的用途： 感光纸、胶卷、变色眼镜（ AgBr ） 人工降雨（ AgI） 加碘盐 （ KIO3） 你知道照相是怎么回事吗 ? g板 溴 Ag板 AgBr溴化银 光线 洗去未嚗光 AgBr 大苏打 AgBr见光分解（感光性） AgCl、 AgI同样具有 感光性 神奇的变色眼镜里又 蕴含着什么奥秘呢？

18、显影 潜影 定影 抢劫储蓄所案件现场手印，在案犯抢劫时所 使用的吉普车方向盘上所提取。 指纹鉴定 法医做指纹显影试验时，先对准指纹处喷洒 AgNO3溶液 ，使之与人体分泌出的汗水中的某种离子结合，然后进 行光照处理，就可显出指纹。请回答： （ 1）该指纹显影实验的原理是 人体汗液中含有 NaCl，加入的 AgNO3与之结合成 AgCl， AgCl见光分解生成黑色的银，从而显出 指纹 （ 2）整个实 验过程中所发生的化学方程式为 AgNO3 NaClAgCl NaNO3 2AgCl2Ag+Cl 2。 大家知道，有雨必先有云，但是有云不一定有雨。自然界过冷 云降雨 (或雪 )是由于云中除小水滴外，

19、还有足够的冰晶 饱和 水汽或过冷却水滴在冰核 (不溶于水的尘粒 )作用下凝华或冻结而 形成的冰相胚胎。过冷云中水滴的水分子会不断蒸发并凝华到冰 晶上，冰晶不断长大以致下落为雪，如果云下气温高于 0 ，它 们就会融化成雨。碘化银在人工降雨中所起的作用在气象学上称 作冷云催化。碘化银只要受热后就会在空气中形成极多极细的碘 化银粒子。 1 g碘化银可以形成几十万亿个微粒。这些微粒会随 气流运动进入云中，在冷云中产生几万亿到上百亿个冰晶。 AgI与人工降雨 即 Ag+X- AgX （ 1）先 加 硝酸银 溶液，再加 稀 HNO3 NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl （ 白色 ） NaB

20、r + AgNO3 NaNO3 + AgBr （ 淡黄色 ） KI + AgNO3 KNO3 + AgI （ 黄色 ） 加 硝酸，白色 沉淀消失，用以除去 CO32- 3、怎样检验 Cl 、 Br 、 I 忘记加稀硝酸 了会怎么样？ 沉淀法 CCl4 振荡静置后，溶液分层 上层 ：无色 下层 ：紫红色； 氯水 水 溶 液 碘水 （棕色） 2、先加氯水，再加有机溶剂：可检验溴离子和碘离子的存 在。 置换 萃取法 汽油或苯 溴水 振荡静置后，溶液分层 上层：红棕色 下层：无色（橙色） 氯水 水 溶 液 3、 I-的检验：在溶液样品中 加入适量氯 水，再加 淀粉溶液，如果变蓝，说明含有 I- 小 结 ： Cl 、 Br 、 I 的 检验 离子 检验试剂 主要实验现象 Cl AgNO3溶液，稀 HNO3 产生白色沉淀 Br AgNO3溶液，稀 HNO3 产生淡黄色沉淀 氯水和 CCl4（苯） 下层（上层）呈红棕色 I AgNO3，稀 HNO3 产生黄色沉淀 氯水和 CCl4（苯） 下层（上层）呈紫红色 适量氯水和淀粉溶液 溶液变为蓝色