第二单元 2.3 从海水中提取溴和碘汇总

2.3 从海水中提取溴和碘【学习目标】1.知道从海水中提取溴和碘的基本原理，了解提取过程，认识开发利用海水资源的重要意义。

2.知道溴和碘的性质。

3.掌握氯、溴、碘的原子结构与性质的相似性和递变性，认识结构、性质和用途之间的联系。

4.理解氧化-还原反应的本质，树立“对立与统一”等辩证唯物主义观点。

5.掌握Cl -、Br -、I -离子的检验方法，提高检验物质的实验技能。

6.学会有关化学反应的基本计算，会进行过量反应的计算。

【学习内容】Ⅰ 相关知识回顾1.化学基本概念和基本理论。

（1）氯原子的结构示意图与电子式。

氯原子的结构示意图为： 氯原子的电子式为：氯原子的最外层有7个电子，在反应中易得到电子，是活动性很强的非金属。

（2）氧化-还原反应（得氧与失氧）。

得到氧的反应称为氧化反应，失去氧的称为还原反应。

2.化学实验技能。

试管实验技能。

在没有注明用量的情况下，试管内一般用2-3毫升，加入另一试液时要逐滴滴加，滴加后需振荡，使反应液混合。

滴管不要伸入试管内，以免污染试液。

3.元素化合物知识。

氯及其化合物的知识。

氯原子的核外有三个电子层，最外层有7个电子，原子半径较小，在化学反应中易得到电子。

氯气是一种有刺激性气味的黄绿色气体，有毒。

常用于自来水的消毒、杀菌。

氯气是化学活动性很强的非金属单质，易于几乎所有金属、大多数非金属、水和碱溶液等反应。

氯气的化合物性质较稳定。

食盐是最常见的氯的化合物，化学性质稳定，很难变成氯气。

工业上利用食盐生产氯气是在通直流电条件下进行的。

氯离子与氯分子是两种完全不同的微粒。

氯化钠中存在氯离子，但不存在氯分子。

氯离子是没有颜色的。

4.海水中提取食盐。

5.海水中氯化钠的含量很高，提取时常采用将海水引入盐田，利用日光、风力使其蒸发浓缩，达到饱和后进一步使食盐结晶析出。

这种方法称太阳能蒸发法（即盐田法）。

Ⅱ 新知识点讲解一、从海水中提取的元素---溴和碘1.从海水中提取溴。

地球上99%以上的溴都蕴藏在汪洋大海中，故溴还有“海洋元素”的美称。

目前世界上生产的溴，80%以上是从海水中提取的。

尽管有溴是“海洋元素”之说，但海水中的溴元素的含量较少，据测定，海水中的溴含量约为65mg/L ，提取时首先将海水浓缩，再用氯气将溴离子氧化为单质溴，根据溴的沸点比水低的特点，通入水蒸气将溴+17 2 8 7Cl .......和水蒸气一起挥发出来，冷凝后得到粗溴。

再将粗溴精制得到高纯度的溴。

从海水中提取溴的流程可简单表示如下：氯气与溴离子反应的离子方程式为：Cl2+2Br-→Br2+2Cl-溴的物理性质主要有：溴在常温下是深红棕色、密度比水大、易挥发的液体，具有刺激性气味，溴的蒸汽有毒，且具有强烈的腐蚀性。

实验室里保存液溴时应注意：放在棕色瓶中，加少许水以防止溴的挥发，试剂瓶塞不能用橡皮塞，而用玻璃塞，密闭。

溴的用途很广，主要用于制药工业。

医院里普遍使用的镇定剂，有一类就是用溴的化合物制成的，如溴化钾、溴化钠、溴化锂等，通常用于配成“三溴片”，可以治疗神经衰弱和歇斯底里症。

大家熟悉的红药水就是溴与汞的有机化合物，金霉素，氯霉素，四环素等也都少不了溴，溴还可以制成熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。

2. 从海水中提取碘。

碘在海水里的含量比氯和溴更为稀少。

如果直接用海水提取碘，是无法以合算的方法直接提取的。

幸而，海藻类植物替我们做了这件工作，它们具有很强的富集碘的能力。

将海藻类植物晒干后灼烧，其中的有机物转化为二氧化碳和水，留下无机物，在此同时，碘的有机物也转化成碘的无机物。

从海藻灰里，就能便宜地得到相当数量的碘。

从海带中提取碘的流程可简单表示如下：氯气与碘离子反应的离子方程式为：Cl2+2I-→I2+2Cl-碘的物理性质主要有：单质碘是紫黑色固体，在水中溶解度很小，几乎不溶于水，但能溶于酒精（所得溶液俗称碘酒）、氯气、四氯化碳等有机溶剂中。

单质碘加热时，不仅过熔化直接变成紫红色蒸汽，这种由固体不经液体直接变成气态的现象叫做升华。

碘蒸气遇冷后，又重新聚成固体的单质碘。

想一想：试设计一个实验将散落在泥沙里的碘分离出来。

单质碘还有一个特殊性质是能使淀粉溶液变蓝，根据这一特性，我们可以用单质碘检验淀粉的存在，也可以用淀粉检验单质碘的存在。

碘是人体必需的微量元素。

它是甲状腺的主要组成部分，具有重要的生理功能。

缺碘会引起甲状腺肿大和克汀病（呆小症）。

人体摄入丰富的海产品、海带等，可预防缺碘造成的危害。

目前通常用的碘盐就是在普通食盐中加入一定量的碘酸钾。

想一想：已知有如下离子方程式：IO3-+5I-+6H+→3I2+3H2O，试设计实验检验某食盐是否是加碘盐？碘的用途很广泛。

大量用于制药，用于分析试剂等。

含有碘元素的碘化银可以用于人工降雨。

将碘化银粉末散布在云层里，云层里的水蒸气会以碘化银为核心凝聚起来，成为小雨点而降落到地面。

思考题：1 怎样知道溴和碘在水中的溶解度不大，却易溶于有机溶剂？2. 如何将碘水中的碘萃取出来？3.选用萃取剂应满足哪些条件？3.探究氯、溴、碘性质变化的规律。

（1）从提供的资料探究变化的规律。

下表卤素单质的一些主要物理性质：从上表中你探究到哪些变化规律？物质的性质由物质的结构决定，物质的性质发生规律性的变化是物质结构发生规律性变化的具体反映。

不同卤素单质的性质不同，表明不同卤素分子的内部结构不同；不同卤素单质的性质存在规律性变化，表明不同卤素分子的内部结构呈规律性变化。

（2）从核外电子排布规律探究卤素的原子结构。

原子核外电子排布的三个规律：①电子从能量低的逐步排布到能量高的电子层中。

②每个电子层最多容纳2n2个电子。

③最外层电子数目不超过8个，次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。

氯、溴、碘的质子数分别为17、35、53，试根据原子核外电子排布规律，写出它们的原子结构示意图。

氯、溴、碘的原子结构示意图分别如下：思考：试总结氯、溴、碘的核外电子排布的异同。

（3）从卤素的原子结构探究卤素化学性质的相似性和递变性。

①理论推测。

物质的化学性质是由物质的结构所决定的。

从氯、溴、碘的原子结构特点分析，它们的最外电子层上都有7个电子，在化学反应中都可以得到电子，成为8个电子的稳定结构，所以它们都是活泼的非金属元素。

但随着氯、溴、碘的顺序，它们的电子层数增加，原子半径增大，原子核对外层电子的作用力减弱，得到电子的能力减弱，化学活动性减弱。

②实验检验。

从上述原子结构分析，氯、溴、碘的活动性顺序为Cl＞Br＞I。

事实是否如此呢？我们不妨做下列实验。

我们已经知道，较活泼的金属能把较不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来。

同样可以推测，较活泼的非金属也能将较不活泼的非金属从它的盐溶液中置换出来。

由此可见，上述实验证明者氯气的活动性强于溴，溴的活动性强于碘，氯、溴、碘的非金属活动性顺序为Cl＞Br＞I。

实验再一次证明，物质的性质由其结构决定。

那么，从氯、溴、碘的原子结构和已知的氯气的性质能否可以预测溴与碘的化学性质呢？回答是肯定的。

①与金属反应氯原子的最外层电子上有7个电子，溴与碘原子的最外层也有7个电子，它们在化学反应时都可以得到电子，因此，氯气可以在一定条件下与金属反应，溴和碘也能在一定条件下与金属反应，体系了溴、碘和氯的原子结构和化学性质相似性。

但按氯、溴、碘的顺序，它们反应的具体条件不同（越来越高），生成物中金属的化合价也可能不同（与金属反应时，生成物中金属的化合价可能变低），原因是它们的电子层数递增，原子半径增大，得电子能力减弱。

氯、溴、碘的原子结构上的递变性导致了它们的化学性质的递变性，这些都是结构决定性质的体现。

②与非金属反应氯气、溴与碘都能与氢气在一定条件下反应，体现了它们的化学性质相似性。

氯气只要在点燃或光照条件下就能与氢气剧烈反应，反应时放出大量的热，并发生爆炸。

溴与氢气在500℃加热条件下才能缓慢反应，放出的热量也比氯气少得多。

碘与氢气要在不断加热条件下才能缓慢反应，且生成的碘化氢不稳定，同时发生分解，生成碘化氢的反应是一个吸热反应。

这些都体现了随氯、溴、碘的顺序，化学活动性在不断减弱。

思考：反应的难易与反应的热效应有何关系？③与水反应④与碱反应卤素单质与碱反应可以理解为这些单质先与水反应，生成的酸再与碱反应，这样就很容易得到如下化学方程式。

综上所述，氯、溴、碘的化学性质有相似性和递变性。

思考题：①试管壁上附着单质碘，究竟用哪些化学试剂洗涤比较恰当？②如何回收萃取碘后的四氯化碳？③将氯气通入氢氧化钠溶液中，生成物中有没有次氯酸？④比较物质的化学活动性有哪些基本方法？二、进一步认识氧化-还原反应1.从得氧与失氧的观点认识氧化-还原反应用氢气还原氧化铜的反应如下：氧化铜和氢气反应时，氧化铜失去氧原子，被还原为铜单质；氢气得到氧原子，被氧化为水。

那么，没有氧原子得失的反应是否是氧化-还原反应？探究：怎样的反应是氧化-还原反应。

已知下表中的反应：根据表中的方程式，试总结怎样的反应是氧化-还原反应？从上表中我们可以看出，氧化-还原反应不一定是有氧原子得失。

但氧化-还原反应在化学反应前后都有元素的化合价升降，而非氧化-还原反应在化学反应前后元素的化合价没有发生变化。

2. 从化合价升降的观点认识氧化-还原反应。

剖析氢气还原氧化铜的反应中化合价升降情况。

氧化铜中的铜元素在反应中化合价降低，被还原；氢气中的氢元素在反应中化合价升高，被氧化。

发生化合价降低的物质是氧化剂，在反应中被还原（发生还原反应）；发生化合价升高的物质是还原剂，在反应中被氧化（发生氧化反应）。

试分析氯气与铁反应中化合价升降情况。

试分析上述氧化-还原反应中化合价升高和降低之间有何关系？在同一氧化-还原反应中，化合价升高和降低的总数总是相等的。

3.从电子转移的观点认识氧化-还原反应。

已知氯气与铁反应中化合价升降情况如下。

试分析该反应中的电子转移情况。

从上分析可知，化合价升降与电子转移的密切关系。

电子转移的表示方法：（1）用箭头表明同一元素的原子在反应过程中．．．．．．．．．．．．．得到或失去电子的情况。

（2）用箭头表示反应物中不同元素间．．．．．．．．．电子转移的情况。

注意两种表示方法的区别：第（1）种表示方法中的箭头仅表示某种元素化合价变化的过程，不表示电子得失情况。

得失电子情况需用文学表示出来。

第（2）种表示方法中的箭头直接表示了电子转移的方向。

氧化-还原反应小结：①反应律得（得电子）、降（化合价降低）、还（被还原），是氧化剂失（失电子）、升（化合价升高）、氧（被氧化），是还原剂②守恒律在整个氧化-还原反应中，化合价升高与降低的总数相等。

在整个氧化-还原反应中，氧化剂得到电子与还原剂失去电子总数相等。

③价态律元素处于最高价态时只有氧化性；元素处于最低价态时只有还原性；元素处于中间价态时既有氧化性，又有还原性，但以一种性质为主；物质含有多种元素，其性质是这些元素性质的综合表体现。