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第 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
1
1.以海带提碘和海水提溴为例，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。2.以海带提碘和海水提溴为例，形成物质分离、富集、提取的基本思路，体会绿色化学观念在生产实际中的应用。
学习目标
一、海带提碘
二、海水提溴
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
一、海带提碘
对点训练
自主探究
探究归纳
海带提碘的实验方案的设计及实施
实验步骤 实验现象 解释
1.将海带冲洗干净，用剪刀将海带剪成块状，用酒精润湿(便于灼烧)后，放在坩埚中。灼烧灰化 海带变成黑色粉末或小颗粒，后期产生大量白烟 将海带中的碘离子转化为可溶于水的无机碘化物
2.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，过滤 可溶物溶解 使灰分中的碘元素以碘离子的形式进入溶液
3.氧化1 mL新制氯水，或者加适量的过氧化氢溶液 溶液变成棕黄色 2I-+Cl2====2Cl-+I2
2I-+H2O2+2H+ ===I2+2H2O
4.检验:取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液 溶液变蓝色 淀粉遇碘显蓝色
5.萃取、分液，加入四氯化碳 溶液分两层，上层近无色，下层紫红色;下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 碘单质在四氯化碳中溶解度大，得紫红色溶液
[问题讨论]
1.思考下列问题。
(1)海带中的碘元素主要以I-的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2，再萃取出来。可用什么氧化剂
提示 如用H2O2做氧化剂，反应的离子方程式是2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。也可用氯水做氧化剂:2I-+Cl2===I2+2Cl-。
(2)画出简单流程图。
(3)若要分离碘的CCl4溶液，分别得到碘和CCl4，应采用什么方法(已知:四氯化碳的沸点:77 ℃、碘单质的沸点:184.35 ℃)。
提示 将碘的四氯化碳溶液进行蒸馏。
提示
2.可否用酒精萃取溴水中的溴
提示 不能。酒精与水混溶。萃取剂选择需要遵循三个原则:①与原溶剂不互溶，
②与原溶剂、原溶质不发生反应;③溶解度有明显差异(远远大于在原溶剂中的溶解度)。
3.灼烧海带时用到哪些仪器
提示 坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒。
1.海带提碘并检验I2的反应原理
(1)Cl2的氧化性比I2强，Cl2+2KI===2KCl+I2。
(2)I2遇淀粉显蓝色，可利用该特性来鉴定碘的存在。
2.萃取和分液
(1)萃取原理
利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一种 溶剂中提取出来，这种方法叫作萃取。将萃取后两种互不相溶的液体分开的操作，叫作分液。
(2)实验步骤
加萃取剂(如图Ⅰ)——振荡萃取(如图Ⅱ)——静置分层(如图Ⅲ)——分液(如图Ⅳ):
3.从海带灰中提取碘单质包括浸取、过滤、氧化、萃取四个步骤
其中将碘离子氧化为碘是关键的一步，氧化剂的氧化性应强于碘单质，氯水、溴水均可以用作碘单质实验中的氧化剂。
1.(2024·福州四校教学联盟高一适应性检测)从海带中提取碘的实验过程主要包括:灼烧、浸取、过滤、氧化、萃取、蒸馏等步骤。下列说法错误的是 ( )
A.“灼烧”时，可用酒精灯直接加热坩埚
B.“过滤”时，为加快过滤速率，要用玻璃棒不断搅动漏斗中的液体
C.“氧化”时，可选用H2O2作氧化剂
D.“萃取”时，若用CCl4作萃取剂，则有机层从分液漏斗下方流出
解析 灼烧固体应在坩埚中进行，所以灼烧干海带用到坩埚，A正确;用玻璃 棒不断搅动漏斗中的液体，会导致滤纸破损，B错误;过氧化氢具有氧化性且不引入新杂质，故可选用H2O2作氧化剂，C正确;四氯化碳与水互不相溶，且密度大于水，故用CCl4作萃取剂，则有机层从分液漏斗下方流出，D正确。
B
2.某同学取海带灰加蒸馏水煮沸2~3 min，冷却，过滤，获得含I-的溶液，并设 计以下实验方案，从中提取I2。
(1)反应1中硫酸的作用是提供酸性环境，则试剂a的作用是 。
(2)试剂b应选择 (填序号)。
A.CCl4 B.苯
C.酒精 D.醋酸
(3)操作1的名称是 。实验室里进行操作1需要的玻璃仪器除烧杯外，还需要 。
(4)反应2为3I2+6NaOH ===5NaI+NaIO3+3H2O，此反应氧化剂是 ，氧化产物是 。
(5)反应3的离子方程式是 。
将I-氧化成I2(或作氧化剂)
A
萃取、分液
分液漏斗
I2
NaIO3
5I-+I+6H+===3I2+3H2O
解析 (1)反应1中硫酸的作用是提供酸性环境，试剂a用来氧化碘离子，则其作用是将I-氧化成I2(或作氧化剂)。(2)结合后续实验操作可知碘的有机溶液中加入氢氧化钠溶液发生反应生成碘化钠、碘酸钠，分液后碘单质在上层溶液中生成，则b为萃取剂且密度大于水，所以试剂b应选择四氯化碳;(3)操作1是萃取分液得到含碘单质的有机溶液，操作的名称是萃取、分液，实验室里进行操作1需要的玻璃仪器除烧杯外，还需要分液漏斗;
(4)反应2为3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O，此反应氧化剂是I2，氧化产物是NaIO3。(5)反应3是碘离子与碘酸根离子在酸溶液中发生归中反应生成碘单质，反应的离子方程式为5I-+I+6H+===3I2+3H2O。
二、海水提溴
对点训练
自主探究
探究归纳
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，其流程如图所示。
[问题讨论]
1.为什么选晒盐后的苦卤而不是海水作为提取溴单质的原料
提示 苦卤中Br-的浓度比海水大得多。
2.向苦卤中通入Cl2继而通入热空气可得粗溴，在此过程中体现了溴的哪些性质
提示 ①溴的氧化性不如氯气强，可用置换法制备溴单质;②溴易挥发，因此
可用热空气从溶液中分离出来。
3.实验室常用MnO2+2NaBr+3H2SO4 2NaHSO4 +MnSO4+2H2O+Br2↑来制
备Br2。请比较实验室提取溴与工业提取溴有何异同
提示 实验室制备溴和工业制备溴的相同点:都是Br-被氧化得Br2;不同点:工业
提取溴需经过复杂的富集、分离、提纯等生产工艺流程。
1.从苦卤中提取溴单质的流程及反应
提取过程涉及的反应
步骤①:2Br-+Cl2 ===Br2+2Cl-;
步骤③:SO2+Br2+2H2O ===4H++2Br-+S。
步骤④:2Br-+Cl2 ===Br2+2Cl-。
2.卤素单质的提取反应原理比较
海带 提碘 ①流程:海带→灼烧→浸泡→过滤→氧化→提纯→碘单质;
②主要反应:2KI+Cl2===2KCl+I2
海水 提溴 ①方法:在经酸化的浓缩海水中，用氯气氧化溴离子使之成为溴单质;
②主要反应:2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
制取 氯气 ①常利用电解饱和食盐水制取氯气;
②2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
(1)卤素单质制取反应原理的相同点:都是将卤素离子氧化为卤素单质。
(2)卤素单质制取反应原理的不同点:工业上制取氯气常用电解法，提取碘单质和溴单质常用氧化剂氧化法。
1.(2024·福建福清市高中联合体高一期中)关于萃取溴水中的溴的实验，下列说法正确的是 ( )
A.使用前不需要检查分液漏斗是否漏液
B.萃取剂可用酒精或CCl4
C.将萃取剂和原溶液的混合物“振荡”后立刻进行分液
D.分液时，先从分液漏斗下口放出下层液体，关闭旋塞，再从上口倒出上层液体
D
解析 分液漏斗有上面的玻璃塞和下面的活塞，使用前都需要检查是否漏液，A错误;酒精与水互溶，萃取剂不能用酒精，B错误;“振荡”后需要静置分层且打开分液漏斗上方的玻璃塞后才能进行分液，C错误;分液时，先从分液漏斗下口放出下层液体，为了将上下两层液体彻底分开，需关闭旋塞，再从上口倒出上层液体，D正确。
C
A.热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质
B.SO2吸收溴的反应方程式:SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr
C.流程中循环利用的物质有SO2、Br2、Cl2等多种
D.没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质溴的主要原因是为了节能
解析 溴易挥发，所以热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质，故A正确;二氧化硫具有还原性，溴具有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，反应方程式为SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr，故B正确;该流程图中能循环利用的物质有二氧化硫和氯气，没有溴单质，故C错误;海水中溴的含量很低，如果采用直接蒸馏含溴海水得到单质溴浪费能源，将溴还原的目的是富集溴，故D正确。
BaCl2
Na2CO3
取25 L除去悬浮杂质后的海水，浓缩至2 L，向其中通入足量氯气。
① 氧化步骤中生成Br2的离子方程式为 。
②将吹出的Br2(g)用纯碱溶液全部吸收，发生反应:
3Br2+3Na2CO3 ===5NaBr+NaBrO3+3CO2↑，产生的CO2通入足量澄清石灰水中，得到1 g 白色沉淀。计算海水中溴的浓度为 g·L-1。
③实验室中若用CCl4提取少量的溴:向溴水中加入CCl4振荡、静置……得溴的四氯化碳溶液，该分离提纯溴的方法叫 ;用到的主要仪器为
。
(3)实验证明金属制品在海水中更容易生锈，铜锈的化学式为 。
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
0.064
萃取、分液
分液漏斗(烧杯)
Cu2 (OH) 2CO3
解析 (1)加入氯化钡、纯碱，可分别生成硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡等沉淀，以达到除去杂质离子的目的;(2)①氯气可氧化溴离子:Cl2+2Br-===2Cl-+Br2;
②根据各步反应，可确定如下关系:Br2~CO2~CaCO3，根据CaCO3的质量可求出原25 L海水中Br2的质量为160 g·mol-1×1 g÷100 g·mol-1=1.6 g，则海水中溴的浓度为1.6 g÷25 L=0.064 g·L-1;③溴易溶于四氯化碳，溶液分层，为萃取、分液操作，可用分液漏斗进行分离;(3)铜锈的主要成分为碱式碳酸铜，化学式为 Cu2(OH)2CO3。
课堂达标训练
1.关于萃取与分液，下列说法正确的是 ( )
A.可用四氯化碳萃取碘酒中的碘单质
B.分液过程中放出下层液体时，应打开上方的玻璃塞，并使下端管口紧贴烧杯内壁
C.分液时，下层液体全部流出后，换另一个烧杯，将上层液体继续放出
D.分液漏斗在使用前只需检查旋塞处是否漏水即可
B
解析 碘、酒精与四氯化碳混溶，液体不分层，所以不能用四氯化碳萃取碘酒中的碘单质，故A项错误;分液过程中放出下层液体时，应打开上方的玻璃塞，以使分液漏斗内外压强相等，使液体顺利流出，且使下端管口紧贴烧杯内壁，防止液体飞溅，故B项正确;分液时，下层液体从下端放出，上层液体应从上口倒入另一个烧杯中，故C项错误;分液漏斗在使用前应检查玻璃塞和旋塞处是否漏水，故D项错误。
2.(2024·福建三校协作高一联考)从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是 ( )
D
解析 将海带灼烧成灰应该在坩埚中进行，A错误;过滤时应该用玻璃棒引流，B错误;碘的苯溶液密度小于水的密度，应该从上口倒出，C错误;碘和苯互溶，二者沸点不同，分离碘并回收苯，可以进行蒸馏操作，D正确。
3.(2024·河北保定部分高中高一期中)在实验室中，可利用苦卤水提取Br2，其过程包括过滤、氧化、正十二烷萃取及蒸馏等步骤。使用的装置如图。已知:
物质 Br2 正十二烷
密度/(g·cm-3) 3.119 0.753
沸点/℃ 58.76 215~217
下列说法正确的是 ( )
A.用甲装置过滤时，需用玻璃棒不断搅拌漏斗中的溶液
B.用乙装置将含Br-溶液中的Br-氧化成Br2
C.用丙装置萃取后分液时，先从下口放出水层，再从下口放出有机层
D.用丁装置进行蒸馏时，先收集到正十二烷
解析 过滤时，玻璃棒与三层滤纸的一边接触，搅拌漏斗中的溶液可能会弄破滤纸，A错误;乙装置中通入的氯气可与Br-发生氧化还原反应，氯气将溶液中的Br-氧化成Br2，B正确;分液时上层液体从上口倒出，下层液体从下口放出，C错误;溴的沸点比正十二烷低，用丁装置进行蒸馏时，先收集到溴，D错误。
B
4.实验室中从海带里提取碘的部分流程如下所示，下列说法正确的是 ( )
A.步骤①灼烧海带需要用蒸发皿
B.步骤③主要操作为分液
C.步骤④在进行氧化操作时，加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等
D.步骤⑤可以加入酒精作萃取剂
C
解析 A错误，灼烧海带应在坩埚中进行;B错误，步骤③是将海带灰悬浊液转化成含I-的水溶液，需要进行过滤操作;C正确，步骤④是I-被氧化成I2，需要加入氧化剂，氧化剂可以是新制氯水、双氧水等;D错误，酒精与水互溶，不能分层，故从碘水中萃取碘单质不能使用酒精。
5.(2024·广州三校联考高一期末)开发利用海水化学资源的部分过程如图所示。
回答下列问题:
(1)流程中的Cl2、无水MgCl2、稀硫酸、NaBrO3属于电解质且含有共价键的是 。
(2)流程中的②③④⑤步中，属于非氧化还原反应的是 。
NaBrO3
②
(3)步骤④中Na2CO3溶液用于吸收Br2，根据Br2的性质，下列物质也可以用于大量吸收Br2的是 。
A.NaCl溶液 B.FeCl3溶液
C.酸性高锰酸钾溶液 D.FeCl2溶液
(4)步骤⑤中仅有溴元素的化合价发生变化，每获取3 mol Br2，转移的电子数目为 。
(5)粗盐中含有Mg2+、Ca2+、S，得到精盐的步骤中添加试剂的顺序为 ， ，NaOH、过滤、盐酸。(填试剂的化学式)
(6)利用步骤①中得到的精盐配制100 mL 0.1 mol·L-1的NaCl溶液，实验中需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还需要 。
D
5NA
BaCl2
Na2CO3
100 mL容量瓶、胶头滴管
解析 (1)Cl2是单质，既不是电解质又不是非电解质;无水MgCl2由Mg2+、Cl-构成，属于电解质，只含离子键;稀硫酸是混合物，既不是电解质又不是非电解质;NaBrO3由Na+、Br构成，含有离子键和共价键，属于电解质;属于电解质且含有共价键的是NaBrO3。(2)步骤②中元素化合价不变，③④⑤步中溴元素化合价均发生改变，属于非氧化还原反应的是②;(3)Br2具有氧化性，Br2能把Fe2+氧化为Fe3+，可以用于大量吸收Br2的是FeCl2溶液，选D;(4)步骤⑤发生反应5Br-+Br+6H+ ===3Br2+H2O，Br中Br元素化合价由+5价降低为0价，每获取
3 mol Br2，转移的电子数目为5NA。(5)粗盐中含有Mg2+、Ca2+、S，用过量的氢氧化钠除Mg2+，用过量的碳酸钠除Ca2+，用过量的氯化钡除S，为除去剩余的
氯化钡，应该在加入氯化钡后再加碳酸钠，得到精盐的步骤中添加试剂的顺序为BaCl2，Na2CO3，NaOH、过滤、盐酸。(6)利用步骤①中得到的精盐配制
100 mL 0.1 mol·L-1 的NaCl溶液，实验步骤为:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀，实验中需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还需要100 mL 容量瓶、胶头滴管。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.以海带提碘和海水提溴为例,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。2.以海带提碘和海水提溴为例,形成物质分离、富集、提取的基本思路,体会绿色化学观念在生产实际中的应用。
一、海带提碘
海带提碘的实验方案的设计及实施
实验步骤 实验现象 解释
1.将海带冲洗干净,用剪刀将海带剪成块状,用酒精润湿(便于灼烧)后,放在坩埚中。灼烧灰化 海带变成黑色粉末或小颗粒,后期产生大量白烟 将海带中的碘离子转化为可溶于水的无机碘化物
2.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,过滤 可溶物溶解 使灰分中的碘元素以碘离子的形式进入溶液
3.氧化1 mL新制氯水,或者加适量的过氧化氢溶液 溶液变成棕黄色 2I-+Cl2===2Cl-+I2 2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O
4.检验:取少量上述滤液,加几滴淀粉溶液 溶液变蓝色 淀粉遇碘显蓝色
5.萃取、分液,加入四氯化碳 溶液分两层,上层近无色,下层紫红色;下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出 碘单质在四氯化碳中溶解度大,得紫红色溶液
[问题讨论]
1.思考下列问题。
(1)海带中的碘元素主要以I-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。可用什么氧化剂
(2)画出简单流程图。
(3)若要分离碘的CCl4溶液,分别得到碘和CCl4,应采用什么方法(已知:四氯化碳的沸点:77 ℃、碘单质的沸点:184.35 ℃)。
2.可否用酒精萃取溴水中的溴
3.灼烧海带时用到哪些仪器
1.海带提碘并检验I2的反应原理
(1)Cl2的氧化性比I2强,Cl2+2KI===2KCl+I2。
(2)I2遇淀粉显蓝色,可利用该特性来鉴定碘的存在。
2.萃取和分液
(1)萃取原理
利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来,这种方法叫作萃取。将萃取后两种互不相溶的液体分开的操作,叫作分液。
(2)实验步骤
加萃取剂(如图Ⅰ)——振荡萃取(如图Ⅱ)——静置分层(如图Ⅲ)——分液(如图Ⅳ):
3.从海带灰中提取碘单质包括浸取、过滤、氧化、萃取四个步骤
其中将碘离子氧化为碘是关键的一步,氧化剂的氧化性应强于碘单质,氯水、溴水均可以用作碘单质实验中的氧化剂。
1.(2024·福州四校教学联盟高一适应性检测)从海带中提取碘的实验过程主要包括:灼烧、
浸取、过滤、氧化、萃取、蒸馏等步骤。下列说法错误的是 ( )
A.“灼烧”时,可用酒精灯直接加热坩埚
B.“过滤”时,为加快过滤速率,要用玻璃棒不断搅动漏斗中的液体
C.“氧化”时,可选用H2O2作氧化剂
D.“萃取”时,若用CCl4作萃取剂,则有机层从分液漏斗下方流出
2.某同学取海带灰加蒸馏水煮沸2~3 min,冷却,过滤,获得含I-的溶液,并设计以下实验方案,从中提取I2。
(1)反应1中硫酸的作用是提供酸性环境,则试剂a的作用是 。
(2)试剂b应选择 (填序号)。
A.CCl4 B.苯 C.酒精 D.醋酸
(3)操作1的名称是 。实验室里进行操作1需要的玻璃仪器除烧杯外,还需要 。
(4)反应2为3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O,此反应氧化剂是 ,氧化产物是 。
(5)反应3的离子方程式是 。
二、海水提溴
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,其流程如图所示。
[问题讨论]
1.为什么选晒盐后的苦卤而不是海水作为提取溴单质的原料
2.向苦卤中通入Cl2继而通入热空气可得粗溴,在此过程中体现了溴的哪些性质
3.实验室常用MnO2+2NaBr+3H2SO42NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2↑来制备Br2。请比较实验室提取溴与工业提取溴有何异同
1.从苦卤中提取溴单质的流程及反应
苦卤溴水溶液含溴空气HBr、H2SO4单质溴
提取过程涉及的反应
步骤①:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;
步骤③:SO2+Br2+2H2O===4H++2Br-+S。
步骤④:2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
2.卤素单质的提取反应原理比较
海带 提碘 ①流程:海带→灼烧→浸泡→过滤→氧化→提纯→碘单质; ②主要反应:2KI+Cl2===2KCl+I2
海水 提溴 ①方法:在经酸化的浓缩海水中,用氯气氧化溴离子使之成为溴单质; ②主要反应:2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
制取 氯气 ①常利用电解饱和食盐水制取氯气; ②2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(1)卤素单质制取反应原理的相同点:都是将卤素离子氧化为卤素单质。
(2)卤素单质制取反应原理的不同点:工业上制取氯气常用电解法,提取碘单质和溴单质常用氧化剂氧化法。
1.(2024·福建福清市高中联合体高一期中)关于萃取溴水中的溴的实验,下列说法正确的是 ( )
A.使用前不需要检查分液漏斗是否漏液
B.萃取剂可用酒精或CCl4
C.将萃取剂和原溶液的混合物“振荡”后立刻进行分液
D.分液时,先从分液漏斗下口放出下层液体,关闭旋塞,再从上口倒出上层液体
2.目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法工艺,其流程图如下:以下推断不合理的是 ( )
含Br2的海水含Br2的空气吸收液溴水混合物液溴
A.热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质
B.SO2吸收溴的反应方程式:SO2+2H2O+Br2===H2SO4+2HBr
C.流程中循环利用的物质有SO2、Br2、Cl2等多种
D.没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质溴的主要原因是为了节能
3.海水是自然赐给人类的宝藏,海水的综合利用是全世界研究的重点。完成下列问题:
(1)粗盐中除了含有泥沙之外还含有Ca2+、Mg2+、S等杂质,粗盐获得精盐一般步骤如下:
粗盐滤液精盐
加入的试剂①、②分别是 、 。
(2)某学生在实验室中模拟海水提取溴的步骤如下:
海水Br2(g) Br2
取25 L除去悬浮杂质后的海水,浓缩至2 L,向其中通入足量氯气。
① 氧化步骤中生成Br2的离子方程式为
。
②将吹出的Br2(g)用纯碱溶液全部吸收,发生反应:3Br2+3Na2CO3===5NaBr+NaBrO3+3CO2↑,产生的CO2通入足量澄清石灰水中,得到1 g 白色沉淀。计算海水中溴的浓度为 g·L-1。
③实验室中若用CCl4提取少量的溴:向溴水中加入CCl4振荡、静置……得溴的四氯化碳溶液,该分离提纯溴的方法叫 ;用到的主要仪器为 。
(3)实验证明金属制品在海水中更容易生锈,铜锈的化学式为 。
1.关于萃取与分液,下列说法正确的是 ( )
A.可用四氯化碳萃取碘酒中的碘单质
B.分液过程中放出下层液体时,应打开上方的玻璃塞,并使下端管口紧贴烧杯内壁
C.分液时,下层液体全部流出后,换另一个烧杯,将上层液体继续放出
D.分液漏斗在使用前只需检查旋塞处是否漏水即可
2.(2024·福建三校协作高一联考)从海带中提取碘的实验过程中,涉及下列操作,其中正确的是 ( )
A.将海带灼烧成灰 B.过滤得到含I-的溶液 C.萃取后从下口放出碘的苯溶液 D.分离碘并回收苯
3.(2024·河北保定部分高中高一期中)在实验室中,可利用苦卤水提取Br2,其过程包括过滤、氧化、正十二烷萃取及蒸馏等步骤。使用的装置如图。已知:
物质 Br2 正十二烷
密度/(g·cm-3) 3.119 0.753
沸点/℃ 58.76 215~217
下列说法正确的是 ( )
A.用甲装置过滤时,需用玻璃棒不断搅拌漏斗中的溶液
B.用乙装置将含Br-溶液中的Br-氧化成Br2
C.用丙装置萃取后分液时,先从下口放出水层,再从下口放出有机层
D.用丁装置进行蒸馏时,先收集到正十二烷
4.实验室中从海带里提取碘的部分流程如下所示,下列说法正确的是 ( )
A.步骤①灼烧海带需要用蒸发皿
B.步骤③主要操作为分液
C.步骤④在进行氧化操作时,加入的氧化剂可以是新制氯水、双氧水等
D.步骤⑤可以加入酒精作萃取剂
5.(2024·广州三校联考高一期末)开发利用海水化学资源的部分过程如图所示。
回答下列问题:
(1)流程中的Cl2、无水MgCl2、稀硫酸、NaBrO3属于电解质且含有共价键的是 。
(2)流程中的②③④⑤步中,属于非氧化还原反应的是 。
(3)步骤④中Na2CO3溶液用于吸收Br2,根据Br2的性质,下列物质也可以用于大量吸收Br2的是 。
A.NaCl溶液 B.FeCl3溶液
C.酸性高锰酸钾溶液 D.FeCl2溶液
(4)步骤⑤中仅有溴元素的化合价发生变化,每获取3 mol Br2,转移的电子数目为 。
(5)粗盐中含有Mg2+、Ca2+、S,得到精盐的步骤中添加试剂的顺序为 , ,NaOH、过滤、盐酸。(填试剂的化学式)
(6)利用步骤①中得到的精盐配制100 mL 0.1 mol·L-1的NaCl溶液,实验中需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还需要 。
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
问题讨论
1.(1)如用H2O2做氧化剂,反应的离子方程式是2I-+H2O2+2H+I2+2H2O。也可用氯水做氧化剂:2I-+Cl2I2+2Cl-。
(2)
(3)将碘的四氯化碳溶液进行蒸馏。
2.不能。酒精与水混溶。萃取剂选择需要遵循三个原则:①与原溶剂不互溶,②与原溶剂、原溶质不发生反应;③溶解度有明显差异(远远大于在原溶剂中的溶解度)。
3.坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒。
对点训练
1.B [灼烧固体应在坩埚中进行,所以灼烧干海带用到坩埚,A正确;用玻璃棒不断搅动漏斗中的液体,会导致滤纸破损,B错误;过氧化氢具有氧化性且不引入新杂质,故可选用H2O2作氧化剂,C正确;四氯化碳与水互不相溶,且密度大于水,故用CCl4作萃取剂,则有机层从分液漏斗下方流出,D正确。]
2.(1)将I-氧化成I2(或作氧化剂) (2)A (3)萃取、分液 分液漏斗 (4)I2 NaIO3 (5)5I-+I+6H+3I2+3H2O
解析 (1)反应1中硫酸的作用是提供酸性环境,试剂a用来氧化碘离子,则其作用是将I-氧化成I2(或作氧化剂)。(2)结合后续实验操作可知碘的有机溶液中加入氢氧化钠溶液发生反应生成碘化钠、碘酸钠,分液后碘单质在上层溶液中生成,则b为萃取剂且密度大于水,所以试剂b应选择四氯化碳;(3)操作1是萃取分液得到含碘单质的有机溶液,操作的名称是萃取、分液,实验室里进行操作1需要的玻璃仪器除烧杯外,还需要分液漏斗;(4)反应2为3I2+6NaOH5NaI+NaIO3+3H2O,此反应氧化剂是I2,氧化产物是NaIO3。(5)反应3是碘离子与碘酸根离子在酸溶液中发生归中反应生成碘单质,反应的离子方程式为5I-+I+6H+3I2+3H2O。
二、
问题讨论
1.苦卤中Br-的浓度比海水大得多。
2.①溴的氧化性不如氯气强,可用置换法制备溴单质;②溴易挥发,因此可用热空气从溶液中分离出来。
3.实验室制备溴和工业制备溴的相同点:都是Br-被氧化得Br2;不同点:工业提取溴需经过复杂的富集、分离、提纯等生产工艺流程。
对点训练
1.D [分液漏斗有上面的玻璃塞和下面的活塞,使用前都需要检查是否漏液,A错误;酒精与水互溶,萃取剂不能用酒精,B错误;“振荡”后需要静置分层且打开分液漏斗上方的玻璃塞后才能进行分液,C错误;分液时,先从分液漏斗下口放出下层液体,为了将上下两层液体彻底分开,需关闭旋塞,再从上口倒出上层液体,D正确。]
2.C [溴易挥发,所以热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质,故A正确;二氧化硫具有还原性,溴具有强氧化性,二者能发生氧化还原反应,反应方程式为SO2+2H2O+Br2H2SO4+2HBr,故B正确;该流程图中能循环利用的物质有二氧化硫和氯气,没有溴单质,故C错误;海水中溴的含量很低,如果采用直接蒸馏含溴海水得到单质溴浪费能源,将溴还原的目的是富集溴,故D正确。]
3.(1)BaCl2 Na2CO3 (2)①Cl2+2Br-2Cl-+Br2 ②0.064 ③萃取、分液 分液漏斗(烧杯) (3)Cu2(OH)2CO3
解析 (1)加入氯化钡、纯碱,可分别生成硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡等沉淀,以达到除去杂质离子的目的;(2)①氯气可氧化溴离子:Cl2+2Br-2Cl-+Br2;②根据各步反应,可确定如下关系:Br2~CO2~CaCO3,根据CaCO3的质量可求出原25 L海水中Br2的质量为160 g·mol-1×1 g÷100 g·mol-1=1.6 g,则海水中溴的浓度为1.6 g÷25 L=0.064 g·L-1;③溴易溶于四氯化碳,溶液分层,为萃取、分液操作,可用分液漏斗进行分离;(3)铜锈的主要成分为碱式碳酸铜,化学式为 Cu2(OH)2CO3。
课堂达标训练
1.B [碘、酒精与四氯化碳混溶,液体不分层,所以不能用四氯化碳萃取碘酒中的碘单质,故A项错误;分液过程中放出下层液体时,应打开上方的玻璃塞,以使分液漏斗内外压强相等,使液体顺利流出,且使下端管口紧贴烧杯内壁,防止液体飞溅,故B项正确;分液时,下层液体从下端放出,上层液体应从上口倒入另一个烧杯中,故C项错误;分液漏斗在使用前应检查玻璃塞和旋塞处是否漏水,故D项错误。]
2.D [将海带灼烧成灰应该在坩埚中进行,A错误;过滤时应该用玻璃棒引流,B错误;碘的苯溶液密度小于水的密度,应该从上口倒出,C错误;碘和苯互溶,二者沸点不同,分离碘并回收苯,可以进行蒸馏操作,D正确。]
3.B [过滤时,玻璃棒与三层滤纸的一边接触,搅拌漏斗中的溶液可能会弄破滤纸,A错误;乙装置中通入的氯气可与Br-发生氧化还原反应,氯气将溶液中的Br-氧化成Br2,B正确;分液时上层液体从上口倒出,下层液体从下口放出,C错误;溴的沸点比正十二烷低,用丁装置进行蒸馏时,先收集到溴,D错误。]
4.C [A错误,灼烧海带应在坩埚中进行;B错误,步骤③是将海带灰悬浊液转化成含I-的水溶液,需要进行过滤操作;C正确,步骤④是I-被氧化成I2,需要加入氧化剂,氧化剂可以是新制氯水、双氧水等;D错误,酒精与水互溶,不能分层,故从碘水中萃取碘单质不能使用酒精。]
5.(1)NaBrO3 (2)② (3)D (4)5NA (5)BaCl2 Na2CO3
(6)100 mL容量瓶、胶头滴管
解析 (1)Cl2是单质,既不是电解质又不是非电解质;无水MgCl2由Mg2+、Cl-构成,属于电解质,只含离子键;稀硫酸是混合物,既不是电解质又不是非电解质;NaBrO3由Na+、Br构成,含有离子键和共价键,属于电解质;属于电解质且含有共价键的是NaBrO3。(2)步骤②中元素化合价不变,③④⑤步中溴元素化合价均发生改变,属于非氧化还原反应的是②;(3)Br2具有氧化性,Br2能把Fe2+氧化为Fe3+,可以用于大量吸收Br2的是FeCl2溶液,选D;(4)步骤⑤发生反应5Br-+Br+6H+3Br2+H2O,Br中Br元素化合价由+5价降低为0价,每获取3 mol Br2,转移的电子数目为5NA。(5)粗盐中含有Mg2+、Ca2+、S,用过量的氢氧化钠除Mg2+,用过量的碳酸钠除Ca2+,用过量的氯化钡除S,为除去剩余的氯化钡,应该在加入氯化钡后再加碳酸钠,得到精盐的步骤中添加试剂的顺序为BaCl2,Na2CO3,NaOH、过滤、盐酸。(6)利用步骤①中得到的精盐配制100 mL 0.1 mol·L-1 的NaCl溶液,实验步骤为:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀,实验中需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还需要100 mL 容量瓶、胶头滴管。
