高中化学微项目1海带提碘与海水提溴——体验元素性质递变规律的实际应用高一化学

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3.某同学为了验证海带中含有碘,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。该过程中将
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.铁三角架 E.泥三角(sānjiǎo) F.酒精灯 G.烧杯
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提示:选择H2O2。原因是过氧化氢(ɡuò yǎnɡ huà qīnɡ)是绿色氧化剂,在 氧化过程中不引入杂质,不产生污染(不会进一步氧化单质碘)
。
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(4)第4步:碘单质(dānzhì)的检验。请说出检验碘单质(dānzhì)的具 体操作。 提示: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。
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2.海带(hǎidài)提碘的流程如下
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3.反萃取法:将富集在有机溶剂中的单质(dānzhì)利用化学方法重新 富集在水中的方法。
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【迁移应用】
1.下列各项操作,错误(cuòwù)的有 (
)
A.用乙醇萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗
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答案:(1)过滤 萃取(cuìqǔ) 2I-+Cl2====I2+2Cl- (2)B
(3)分液漏斗、普通漏斗
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项目活动2:海水提溴 溴及其化合物可被用来作为阻燃剂、净水剂、杀虫剂、染料等 。常用消毒药剂(yàojì)的红药水中含有溴和汞。在照相技术中,溴 和碘与银的化合物担任感光剂的角色。
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溴又被称之为“海洋(hǎiyáng)元素”,海水中含有大量的溴,请根据 元素周期律的相关知识设计实验探究从海水中提取溴的主要流 程。
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【活动探究】
【实验用品(yòngpǐn)】
溴化钠溶液、氯水、四氯化碳
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【实验步骤】 (1)在一支试管中加入2～3 mL NaBr溶液,滴加少量新制氯水。
)
A.海带中提碘包括浸取、过滤、氧化(yǎnghuà)三个步骤
B.海带提碘选取的氧化剂可以是溴单质
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C.反萃取法就是将有机溶剂中的碘单质溶于水的过程(guòchéng)
D.反萃取法中碘单质与浓氢氧化钠反应的化学方程式为
I2+2NaOH====NaI+NaIO+H2O
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。反应的化学方程式为Cl2+2KI====2KCl+I2。
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(2)在一支试管中加入2～3 mL KI溶液,滴加少量(shǎoliàng)新制溴
水,再滴加少量CCl4,振荡,静置。
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现象及结论:液体分层,上层为无色溶液,下层为紫红色液体
。反应的化学方程式为Br2+2KI====2KBr+I2。
1.实验(shíyàn)药品
碘化钾溶液、氯水、溴水、四氯化碳
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2.实验方案: (1)在一支试管(shìguǎn)中加入2～3 mL KI溶液,滴加少量新制氯水 ,再滴加少量CCl4,振荡,静置。
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现象及结论:液体分层,上层为无色(wú sè)溶液,下层为紫红色液体
【探究总结】
1.萃取和分液的原理(yuánlǐ)和操作注意事项
(1)原理 利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解性不同,用一种溶
剂把溶质从另一种溶剂里提取出来。
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(2)分液操作的注意(zhù yì)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,应关闭玻璃塞和活塞,防止液体流出,并且
酮(Povidone)的不定型结合物,能够杀灭芽孢、原虫、病毒、
真菌、细菌,挫伤(cuòshāng)、擦伤、切割伤、冻伤、烧伤等各种外
伤都可以利用碘伏进行处理。
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既然碘的用途这么广泛(guǎngfàn),那么碘是从哪种物质中提取的呢 ?如何提取碘?
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【活动探究】
现象及结论(jiélùn):溶液由无色变成橙色。反应的化学方程式为 Cl2+2NaBr====2NaCl+Br2。
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(2)向上述试管中再滴加少量CCl4,振荡,静置。 现象及结论:液体分成两层,上层为无色(wú sè)溶液,下层为橙红色
液体。
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(3)海水中提取溴的原理分析。 根据以上实验和同主族元素性质递变可知(kě zhī),由于氯气的氧 化性强于溴单质的氧化性,所以可以用氯气氧化溴单质然后再 用有机溶剂萃取的方式从海水中提取溴单质。
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(2)如何证明溶液(róngyè)中含有I-? 提示:取溶液加入AgNO3溶液和稀HNO3或加入氯水和淀粉溶液 或加入氯水和CCl4溶液。
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(3)通过什么(shén me)反应证明还原性I->Cl-?
提示:Cl2+2KI====I2+2KCl。
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增强
减弱
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2.Br2、I2的性质(xìngzhì)。
(1)Br2、I2的物理性质
色、态
密度
溶解性
溴 碘
_深__红__棕__ 色液体
_紫__黑__ 色固体
均比水的 __大_
水中:微 溶;有机溶 液中:_易__溶_
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特性 _易__挥_发__ _易__升_华__
(2)溴、碘及其化合物的性质
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(2)提取碘的过程中,可供选择的有机溶剂是________。
A.甲苯、酒精
B.四氯化碳、苯
C.汽油、乙酸(yǐ suān) D.汽油、甘油
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(3)为使海藻中I-转化(zhuǎnhuà)为碘的有机溶液,实验室里有坩埚
、烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉
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。
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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
漏斗下端管口要紧贴烧杯内壁,从而使液体顺利流下。
④下层(xiàcéng)液体要从下口放出,上层液体要从漏斗上口倒 出。
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【情境·思考】
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(gōngxiào),你知道药材放在酒中泡制的原理吗?
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提示: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(dá dào)一定药效。
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项目活动1:海带提碘
碘单质在日常生产和生活中有非常重要的应用,其中碘
酒、碘伏等均是应用广泛的消毒剂。碘酒的主要成分
是碘、乙醇(yǐ chún)、碘化钾,是一种外用的药,可以对皮肤进
行消毒处理。碘伏的主要成分是单质碘与聚乙烯吡咯
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【解析】选B。A中缺少萃取的步骤;由于溴单质的氧化(yǎnghuà) 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
化钠反应的化学方程式为3I2+6NaOH====5NaI+NaIO3+3H2O。
互不相溶
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(2)操作步骤
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(3)注意事项
①萃取(cuìqǔ)剂必须具备的三个条件: 萃取剂和原溶剂互不相溶、不反应;
萃取剂和溶质互不发生反应; 溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。
②萃取和分液的主要仪器是分液漏斗。
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4.物质分离(fēnlí)提纯的基本思路。
B.进行分液时,分液漏斗中的下层液体,从下端流出,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,需将上面的塞子拿下
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【解析】选A。乙醇与水互溶,因此(yīncǐ)不能用乙醇萃取溴水
中的溴。
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2.(原创题)下列关于从海带中提取碘单质的说法中正确的是 (
蓝色
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3.物质分离的一种(yī zhǒnɡ)方法:萃取和分液。
(1)萃取
①利用某种溶质在两种_________的溶剂里溶解能力的不同,用 一②种萃溶取剂后(,萃可取以用剂分)将液其漏从斗原把溶互_剂不__中_相_提_溶_取__出的来两的种方液法体叫分萃取开。,从而 达到分离的目的。
提示:根据灼烧时需要的仪器可以(kěyǐ)分析,使用的仪器主要
有BCDEF。
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(2)第2步:I-溶液的获取,操作是什么? 提示:将灰烬转移到烧杯中,加适量(shìliàng)蒸馏水,用玻璃棒充分
3)第3步:氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列(xiàliè)氧化 剂最好选用_____________(从浓H2SO4、新制氯水、KMnO4、 H2O2四种试剂中选择)。理由是什么?
(3)结论:通过以上两个实验(shíyàn)可以说明非金属性大小关系 为Cl2>I2,Br2>I2,所以从海带中提取碘单质,选用氯水、溴水作
氧化剂均可以。
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【思考讨论】 (1)通过什么反应(fǎnyìng)可证明氧化性Br2>I2?写出化学方程式 。 提示:Br2+2KI====2KBr+I2。
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③在水溶液中,碘离子能与银离子反应(lízǐ fǎn yīnɡ),生成难溶于水 和稀硝酸的___色碘化银沉淀。反应的化学方程式为 ____________黄____________,实验室常用硝酸银溶液
和稀硝酸来检验I-。
④N淀aI粉+A遇gNI2O变3=_=_=_=_A_g,I该↓+性N质aN可O3用于检验I2。
微项目 海带提碘与海水提溴——体验元素(yuán sù)性质递
变规律的实际应用
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1.同周期同主族元素性质的递变(dìbiàn)规律。 (逐1)渐同_周__期__元。素从左到右,金属性逐渐_____,非减(ji金ǎ弱nru属ò) 性 (2)同增主强族元素从上到下,金属性逐渐_____,非金属性 逐渐_(z_ēn_gq_iá_ng。)
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【补偿训练】
海洋植物如海带(hǎidài)、海藻中含有丰富的碘元素。碘元 素以碘离子的形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下:
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(1)指出从海藻中提取I2的实验操作(cāozuò)名称: ①__________,③__________,
②的离子方程式______________________。
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【思考讨论】 (1)从海水中提取溴、碘和海水中提取食盐的原理相同吗?为 什么?
提示(tíshì):不同。海水提取食盐为物理变化,而溴、碘的提取 为化学变化。
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(2)从海水中提取溴的过程中,为什么往溴水中鼓入热空气 或水蒸气可获得粗溴?在实验室中怎样从溴水中提取溴? 提示:溴具有很强的挥发性,往溴水中鼓入热空气或水蒸气,溴 即可挥发出来。在实验室中可以采用(cǎiyòng)萃取的方法提 取溴。
①溴单质(dānzhì)具有氧化性,能将碘化钾溶液中的碘置换出来, 反应的化学方程式为____B_r_2_+_2_K_I=__=_=_=_2_K_B_r。+I2
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②在水溶液中,溴离子能与银离子反应,生成(shēnɡ chénɡ)难溶于水 和稀硝酸的_____色溴化银沉淀。反应的离子方程式为 ____________浅__黄___,实验室常用硝酸银溶液和稀硝酸 来B检r-+验ABgr+=-。===AgBr↓
网以及必要的夹持仪器,还缺少的仪器是________。
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【解析】(1)为了从悬浊液中分离出I-,采用过滤的实验操作方 法;从I2的水溶液中把它提取出来,采用萃取的实验操作方法
。
(2)A中酒精,C中乙酸(yǐ suān),D中甘油,都是易溶于水的物质,所以
不能用于萃取碘。
(3)萃取分液所必需的仪器是分液漏斗,过滤时所需仪器必 有普通漏斗。