【2012优化方案 精品课件】苏教版 化学 选修6专题1课题1　海带中碘元素的分离及检验（共50张PPT）

(共50张PPT)
课题1　海带中碘元素的分离及检验
学习目标
1.了解从植物中提取无机物的一般方法，理解从海带中分离和检验碘元素的原理。
2.掌握溶解、过滤、萃取、分液等基本操作，理解萃取的原理及萃取方法的适用范围。
3.熟悉从海带中分离和检验碘元素的操作流程。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
课题1
课前自主学案
自主学习
一、实验原理
1．碘元素的分离和检验
用化学方法分离、检验植物样品中的某些元素时，通常将待检验的植物样品__________，使其中的有机物分解。其中的碳、氢、氧等元素转化为__________，呈气态逸散，待测的金属或非金属元素以氧化物或无机盐(称灰分)的形式残留下来。在残留的灰分中加入水或酸，使灰分溶解。过滤后，滤液可用于分离和鉴定某些元素。
高温灼烧
CO2、H2O
将海带、紫菜灼烧，碘可转化为能溶于水的无机碘化物(如碘化钾、碘化钠)，在灰分中加入水浸取，过滤后可得到含有___的滤液。滤液中还有多种可溶性无机盐，直接将碘化物与这些无机盐分离比较困难。可以用适量的___________等氧化剂先将I－氧化为___，再用______法将其提取出来。单质碘能与淀粉的水溶液作用显___色。有关反应的离子方程式为_________________________________
_________________。
I－
Cl2、H2O2
I2
萃取
蓝
2I－＋Cl2===2Cl－＋I2,2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O
2．碘单质的萃取
萃取是利用溶质在_________的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法。萃取后往往需要用_________将这两种不相溶的液体分开，这一操作称为_____。碘单质易溶于______________等有机溶剂。用与水不相溶的有机溶剂可以把碘单质从水溶液中萃取出来。如果将四氯化碳与含有碘单质的水溶液混合振荡，碘单质就会从水中_____到四氯化碳中。静置分层后，上面水层的颜色变_____，下面四氯化碳层呈____色，这是碘单质在四氯化碳中富集的结果。
互不相溶
分液漏斗
分液
四氯化碳、苯
萃取
无色
紫红
思考感悟
碘在酒精中的溶解度大于在水中的溶解度，萃取碘能否使用酒精？
【提示】　不能，因为酒精和水可以以任意比混溶，不能起到将碘单质从水中萃取出来的作用，达不到萃取的目的。
二、实验步骤
1．灼烧
取3 g干燥的海带，剪成小块，放入______或蒸发皿中。把坩埚置于放在三脚架上的________上。在通风处加热灼烧，待海带_____完全后，自然冷却，再将灰分转移至小烧杯中。
2．浸取和过滤
向小烧杯中加入30 mL蒸馏水，煮沸2～3 min(加快碘化物在水中的溶解，以使灰烬中的I－尽可能多的进入溶液)，过滤，得无色滤液。
坩埚
泥三角
灰化
3．氧化
在滤液中加入1～2 mL 2 mol·L－1H2SO4溶液(海带灰的浸出液中含有碳酸钠、碳酸钾等使溶液显碱性的物质，酸化的目的是使溶液呈弱酸性，有利于氧化剂把I－氧化为I2)，再加入3～5 mL 6% H2O2溶液或1 mL新制氯水，溶液由无色变为______色。
4．检验和萃取
取出少许混合液，用淀粉溶液检验碘，溶液应变为___色。再向余液中加入2 mL CCl4，萃取其中的碘。
棕黄
蓝
自主体验
1．如果你家里的食用花生油混有了水，你将采用下列何种最佳方法分离它们(　　)
A．过滤　　　　　　　 B．蒸馏
C．分液 D．萃取
解析：选C。食用花生油与水为互不相溶的两种液体，应采用分液的方法加以分离。
2．(2011年漳州高二检测)在盛有KI溶液的试管中，滴入适量氯水充分反应后，再加四氯化碳振荡，静置后观察到的现象是(　　)
A．上层紫红色，下层接近无色
B．均匀、透明、紫红色
C．均匀、透明、无色
D．上层接近无色，下层紫红色
解析：选D。Cl2＋2I－===2Cl－＋I2，上层为水溶液，下层为I2的CCl4溶液。
解析：选C。缺少滤纸，不能进行过滤。
课堂互动讲练
海带中碘的提取过程和方法
1．灼烧干海带的目的
灼烧干海带的目的是去掉海带中的有机物，便于用水溶液溶解海带中的碘化物。海带的灼烧要充分，否则会降低碘的提取率。
2．I－的氧化剂
I－的氧化剂可以是新制的饱和氯水、溴水、双氧水等。
3．检验I2的方法
可以用碘化钾淀粉试纸检验I2。用玻璃棒蘸取氧化后的液体滴在碘化钾淀粉试纸上，观察现象。若试纸变为蓝色，说明I2存在，若试纸不变蓝，说明没有I2存在。也可以用淀粉溶液检验单质碘的存在。
4．碘元素在整个实验过程中的变化
海带中的碘元素(I－)→海带灰中的碘元素(I－)→滤液中的碘元素(I－)→氧化后水中的碘元素(I2)→萃取后四氯化碳中的碘元素(I2)。
5．利用碘升华的特性对其进行纯化
可以利用碘升华的特性对其进行纯化。将氧化后的含I2的水溶液小心、慢慢地加热蒸发至干，再继续加热使I2挥发，用冷却法收集I2，就达到了使I2纯化的目的。
(2011年镇江高二检测)海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在，实验室里从海藻中提取碘的流程如图所示：
例1
(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：
①_________________；③________________；
写出过程②中有关反应的离子方程式________________________________________________________________________。
(2)提取碘的过程中，可供选择的有机溶剂是________。
A．甲苯和酒精　　　　　B．四氯化碳和苯
C．汽油和乙酸 D．汽油和甘油
(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器是______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还需经过蒸馏，指出下列实验装置(如图所示)中的错误之处：
①________________________________________
________________________________________；
②______________________________________
________________________________________；
③________________________________________
________________________________。
(5)进行上述蒸馏操作时，使用水浴的原因是
__________________________________________________________________________________，
最后晶态碘在__________里聚集。
思路点拨
【解析】　(1)由流程图中①操作后有滤渣和滤液可知该操作为过滤；③操作后碘进入有机溶剂，则③为萃取；②中Cl2将I－氧化为I2。
(2)选择萃取剂时要求溶质在其中溶解度较大且不与其反应，萃取剂与原溶剂互不相溶。酒精、乙酸、甘油与水均互溶，故选用B组溶剂。
(3)在灼烧、溶解、过滤、萃取过程中需用漏斗和分液漏斗。
(4)蒸馏时要注意多个方面，如缺少的仪器，操作的规范等事项。
(5)水浴可使受热均匀，I2聚集在蒸馏烧瓶中。
【答案】　(1)过滤　萃取　Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
(2)B　(3)分液漏斗、漏斗
(4)①缺石棉网　②温度计插到了液体中　③冷凝管进出水的方向颠倒
(5)使蒸馏烧瓶受热均匀；控制加热温度不会过高　蒸馏烧瓶
互动探究
(1)灼烧海藻时用到的主要仪器属于硅酸盐材料的有哪些？
(2)怎样检验通入适量Cl2后的溶液中含有碘？
【提示】　 (1)瓷坩埚、泥三角、玻璃棒、酒精灯。
(2)取少量溶液于小试管中，滴加淀粉溶液，若溶液变为蓝色，证明生成了单质碘；或在溶液中加入CCl4，振荡、静置，下层溶液变为紫红色，证明生成了单质碘。
变式训练1　海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：
请填写下列空白：
(1)步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是______(从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处)。
A．烧杯　B．坩埚　C．表面皿　D．泥三角
E．酒精灯　　F．干燥器
(2)步骤③的实验操作名称是__________；步骤⑥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__________。
(3)步骤④反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
(4)步骤⑤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含有单质碘的简单方法：
________________________________________________________________________。
(4)因碘不易溶于水而易溶于有机溶剂苯，且苯不溶于水易与水溶液分层，这是选取萃取剂的原则。
(5)根据淀粉溶液遇碘单质变蓝这一现象，可以取少量提取碘之后的溶液，加入淀粉溶液看是否变蓝来检验。
答案：(1)BDE
(2)过滤　蒸馏
(3)2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O
(4)苯与水互不相溶且苯比水的密度小，碘在苯中的溶解度比在水中大
(5)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)
萃取和分液
1．分液
(1)概念：将两种不相溶的液体分开的操作。
(2)主要仪器：分液漏斗。
(3)操作方法：下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。
2．萃取
(1)原理：利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法。
(2)操作步骤：
①查漏：检查分液漏斗是否漏液。
②装液：往分液漏斗中加试液及萃取剂。
③振荡：倒转分液漏斗，用力振荡，并不时开塞放气。
④静置、分层：把分液漏斗放在铁架台的铁圈上静置，待分层后打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽或小孔对准分液漏斗上口的小孔)。
⑤分液：下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。
(3)萃取剂的选择
①溶质在萃取剂中的溶解度要远大于在原溶剂中的溶解度。
②选取的萃取剂与溶质不能发生化学反应。
③萃取剂与原溶液不互溶、易分层。
某校化学课外小组以海带为原料制取少量碘水，现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液，其实验操作可分解为如下几步：
A．把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；
B．把50 mL碘水和15 mL CCl4加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；
C．检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；
D．倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；
例2
E．旋开活塞，用烧杯接收溶液；
F．从分液漏斗上口倒出上层水溶液；
G．将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔；
H．静置、分层。
就此实验，完成下列填空：
(1)正确操作步骤的顺序是(用编号字母填写)：________→________→________→A→H→________→E→F。
(2)选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　本题是考查萃取实验原理的，只要掌握了萃取实验的操作步骤及原理，结合题中所给的每步操作，就不难排出顺序。
【答案】　(1)C　B　D　G
(2)①I2易溶于CCl4而在水中的溶解度较小；②CCl4与H2O互不相溶且密度相差很大，利于分层
变式训练2　(2011年龙岩高二检测)下列各组混合物能用分液漏斗直接分离的是(　　)
A．柴油与汽油 B．汽油与水
C．溴与水 D．水与乙醇
解析：选B。本题考查分液法分离物质的适用范围，此法适用于互不相溶的有明显分界面的两种液体。柴油与汽油都是有机物，能互溶不分层，因此不能用分液法；汽油与水互不相溶，汽油在水的上层，可直接用分液漏斗分离；溴在水中也是可以溶解而形成溴水的，乙醇与水可以互溶，不能用分液的方法分离。
探究整合应用
茶叶中Ca、Al、Fe元素的检验
本实验要求从茶叶中检出Ca、Al、Fe三种元素。具体操作过程类似于海带中提取碘的过程。原理如下：
将茶叶灼烧成灰分，去除有机质后，用6 mol·L－1盐酸溶解茶叶灰，过滤后用浓氨水将其滤液的pH调至6～7，此时Al、Fe的氢氧化物完全沉淀。由Ca、Al、Fe的氢氧化物完全沉淀的pH：Ca(OH)2，pH≥13；Al(OH)3，pH≥5.2；Fe(OH)3，pH≥4.1，可知，当pH＝6～7时，Ca2＋留于滤液中，而Fe3＋、Al3＋以Fe(OH)3和Al(OH)3的形式沉淀而被过滤出来。
某校化学兴趣小组的同学设计了以下实验流程来定性检验茶叶中含有的Ca、Al、Fe三种元素。
参考资料：①草酸铵，化学式为(NH4)2C2O4，属于强电解质；②Ca、Al、Fe完全沉淀的pH：Ca(OH)2，pH≥13；Al(OH)3，pH≥5.2；Fe(OH)3，pH≥4.1。
例
试根据上述过程及信息填空：
(1)步骤④用浓氨水调节pH后，加热煮沸30 min的作用是
________________________________________________________________________。
(2)写出检验Ca2＋的离子方程式：________________________________________________________________________。
(3)沉淀C所含的主要物质的化学式为________________________________________________________________________。
(4)步骤⑧中用A试剂生成血红色溶液的离子方程式为_________________________________________
______________________________。
(5)步骤⑨的作用是______________________________，推测步骤⑩的目的是_____________________________________
___________________________________。
【解析】　加入浓氨水并加热煮沸的目的是使Al3＋、Fe3＋完全转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，Fe3＋的检验用KSCN溶液，而玫瑰红物质是Al3＋与铝试剂在弱酸性溶液中生成的物质，可以检验Al3＋的存在。
知能优化训练
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