資源簡介

(共22張PPT)
海帶提碘與海水提溴
體驗元素性質遞變規律的實際應用
微
項
目
3．通過方案的設計與實施，培養學生科學探究與創新意識、科學態度與社會責任意識的化學核心素養。
1．通過海帶提碘活動和海水提溴工藝流程的設計，建立真實復雜系統中物質富集、分離、提取的基本思路。
2．通過海帶提碘活動和海水提溴工藝流程的設計，體會元素周期律、元素周期表在解決實際問題中的價值。
學 習 · 目 標
1. Br2、I2的物理性質
色、態 密度 溶解性 特性
溴
碘
深紅棕色液體
紫黑色固體
均比水大
易揮發
易升華
微溶于水，易溶于有機溶劑中
知識提取
2. 鹵族元素化學性質的遞變規律(F→I)
④單質與氫氣反應的能力：
知識提取
(2)遞變性
>
>
>
①單質氧化性：F2 Cl2 Br2 I2
②鹵離子還原性：F- Cl- Br - I-
＜
＜
＜
③氣態氫化物穩定性：HF HCl HBr HI
(1)相似性
鹵素原子最外層電子數都為7，都能形成氣態氫化物(通式為HX)，最高價氧化物對應的水化物化學式為HXO4(F除外)，單質具有氧化性
逐漸減弱
>
>
>
溶解態元素 平均濃度
Na+ 10.62 g/kg
Mg2+ 1.29 g/kg
Ca2+ 0.412 g/kg
F- 1.3 mg/kg
Cl- 19.10 g/kg
Br- 67 mg/L
浩瀚的海洋里蘊藏著豐富的化學資源。我國大陸海岸線長達18000 km，海島海岸線長達14000 km，這為我國開發利用海洋化學資源提供了良好的自然條件。目前，我國利用海洋資源獲取鉀、鎂、溴等元素已成規模。
情·境·引·入
項目活動 1
海帶提碘
海帶、紫菜等藻類植物中含有豐富的碘元素，其中，海帶產量高、價格低，常用作提取碘單質的原料。碘元素在海帶中以碘化物的形式存在。灼燒干海帶可以分解除去其中的有機物。灼燒后得到的海帶灰中，除了存在可溶性碘化物外，還存在多種可溶性無機鹽。
項目活動 1
海帶提碘
1．如何證明海帶灰溶液中含有I- ？為了將 I- 轉化成I2，可用選用哪些化學試劑？選擇的依據是什么？
2．設計實驗方案，并用流程圖表示從海帶灰中提取碘單質得到含碘單質溶液的實驗流程。
項目活動 1
海帶提碘
1．如何證明海帶灰溶液中含有I- ？為了將 I- 轉化成I2，可用選用哪些化學試劑？選擇的依據是什么？
①AgNO3溶液和稀HNO3
②氯水和淀粉溶液
③氯水和CCl4溶液
中學常見的氧化劑：酸性高錳酸鉀溶液、重鉻酸鉀溶液、濃硫酸、硝酸、溴水、氯水、次氯酸溶液、雙氧水等
可選用：酸性高錳酸鉀溶液、Cl2、雙氧水、硝酸等
萃取與分液
方 法 導 引
利用某種溶質在兩種互不相溶的溶劑里溶解能力的不同，用一種溶劑(萃取劑)將其從原溶劑中提取出來的方法叫萃取。萃取后，可以用分液漏斗將上述兩種液體分開，從而達到提取某種物質的目的。
(1)加萃取劑
(2)振蕩萃取
(3)靜置分層
(4)分液
萃取與分液
(1)加萃取劑
萃取劑必須具備三個條件：
①萃取劑和原溶劑互不相溶、不反應
②萃取劑和溶質互不發生反應
③溶質在萃取劑中的溶解度遠大于在原溶劑中的溶解度
方 法 導 引
萃取與分液
(1)加萃取劑
(2)振蕩萃取
(3)靜置分層
(4)分液
①振蕩時，要不時的旋開活塞放氣，以防止分液漏斗內壓強過大引起危險
②分液時，要將漏斗下端管口緊貼燒杯內壁，使液體順利流下
③下層液體要從下口放出，恰好流盡時及時關閉活塞，防止上層液體流出
④上層液體要從上口倒出，保證上層液體盡量少的沾附下層液體
方 法 導 引
物質分離提純的基本思路
1. 物質分離和提純的基本原則
①“不增”：不引入新的雜質
②“不減”：不減少被提純物質
③“易分離”：被提純物質與雜質易分離
④“易復原”：被提純物質易復原
知識提取
2. 物質分離和提純的要求
①“過量” ：為除盡雜質，除雜試劑要過量
②“后除前”：后加入的試劑要把前面過量的試劑除盡
3. 物質分離和提純的基本方法
①物理方法：過濾法、蒸發結晶法、蒸餾法、升華法、萃取分液法等
②化學方法：沉淀法、洗氣法、酸堿法、氧化還原法、電解法、離子交換法等
知識提取
物質分離提純的基本思路
項目活動成果展示
浸 取
過 濾
氧 化
海
帶
海
帶
灰
含I- 的水溶液
固體殘留物
含I2 的水溶液
I2 的CCl4溶液
水 溶 液
萃 取
1．第①步灼燒海帶需要哪些儀器？
2．第②步獲取含I－溶液的操作名稱是什么？
4．第④步實驗操作的名稱是什么？如何從I2 的CCl4溶液進一步提取碘單質呢？
灼燒
①
水
②
氯水
③
CCl4
④
3．第③步發生的反應是什么？
I2的沸點 184℃
CCl4的沸點 76.8℃
反萃取法提取碘單質
在“海帶提碘”的實驗中，通常以四氯化碳為萃取劑對碘單質進行萃取、富集。那么，如何將碘單質從碘的四氯化碳溶液中提取出來呢？要解決這一問題，可以采用反萃取法，具體步驟如下：
拓
視
野
展
濃NaOH溶液
水層：
含I- 、IO3-
四氯化碳
I2 的CCl4
溶液
45%的
H2SO4溶液
含I2 的
懸濁液
過濾
碘單質
①加入濃NaOH溶液時發生的反應為3I2＋6OH- === 5I-＋IO3-＋3H2O
②加入45%的H2SO4溶液時發生的反應為5I-＋IO3-＋6H＋===3I2＋3H2O
I2的CCl4溶液
海帶
海帶灰
海帶灰
懸濁液
含I-溶液
含I2 溶液
灼燒
浸取
氧化
過濾
萃取
待分離體系
目標物
雜質
選擇
物理方法
化學方法
分析
性
質
差
異
分離提純方法
規 律 總 結
物質分離提純的基本思路
項目活動 2
海水提溴
溴是海水中重要的非金屬元素。地球上99%的溴元素以Br - 的形式存在于海水中，人們把溴稱為“海洋元素”。目前，從海水中提取的溴占世界溴年產量的1/3左右。苦鹵是海水制鹽業的副產品，其中含有高濃度的K+、Mg2+、Br-和等，是從海水中提取溴的主要原料。
請用流程圖表示你設計的從苦鹵中提取溴單質的實驗方案。
海洋元素
方案設計
苦鹵(Br-)
含Br2溶液
CCl4
Br2的CCl4溶液
蒸餾
Br2單質
常見氧化劑價格（萬元/噸）
氧化劑 Cl2 KMnO4
價格 20.15 43.40
Br2的沸點 58.76℃
CCl4的沸點 76.8℃
氧化劑
項目活動 2
海水提溴
空 氣 吹 出 法
濃縮
氧化
富集
提取
海水曬鹽和海水淡化的過程中副產物 Br - 得到濃縮
向經酸化、濃縮的海水中通入氯氣，將Br -氧化為Br2
通入熱空氣和水蒸氣用SO2吸收劑吸收
再用氯氣將HBr氧化得到產品溴
為什么往海水中鼓入熱空氣或水蒸氣可獲得粗溴？在實驗室中怎樣從溴水中提取溴？
項目活動 2
海水提溴
空 氣 吹 出 法
海水
苦鹵
提取粗鹽
①硫酸酸化
②氯氣氧化
含Br2的海水
③通入空氣和水蒸氣
吸收塔
④通入吸收劑SO2
⑤氯氣氧化
溴水混合物
⑥蒸餾
溴單質
②：2Br -＋Cl2 === 2Cl-＋Br2
④：SO2 ＋ Br2＋2H2O === 2Br - ＋＋ 4H+
產品的富集
含Br2的空氣
項目活動成果展示
1. 完善自己設計的“海帶提碘”和“海水提溴”的流程圖和方案，展示交流。
2. 提煉、概括物質分離和提純的基本思路；以小組為單位，交流、分享對元素周期律、元素周期表在物質分離和提純中應用價值的體會。
通電
海帶提碘 ①流程：海帶→灼燒→浸泡→過濾→氧化→提純
②主要反應：2KI＋Cl2===2KCl＋I2
海水提溴 ①方法：在經酸化的濃縮海水中，用氯氣氧化溴離子使之成為溴單質
②主要反應：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2
制取氯氣 ①常利用電解飽和食鹽水制取氯氣
②2NaCl＋2H2O === 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
相同點：將鹵離子(Cl－、Br－、I－)氧化
為鹵單質
不同點：工業上制取氯氣常用電解法，
提取碘單質和溴單質常用氧化
劑氧化法
概 括 · 整 合
物質轉化
資源
海水（Br -）
海帶（I-）
產品
Br2
I2
待分離
體系
雜質
含量
目標物
分離提純
純度
問題
富集
濃度問題
概 括 · 整 合

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