从海水中提取溴和碘.ppt

2.4 从海水中提取溴和碘,1、卤素的原子结构,一、卤素的结构,氯,溴,碘,氟,卤素单质的活泼性： F2 Cl2 Br2 I2,卤族元素的非金属性： F Cl Br I,氧化性,对应阴离子的还原性： I- Br- Cl- F-,2、卤素的化学性质,1、卤素的原子结构,F,Br,Cl,I,相似性：,最外层均为7个电子,递变性：,电子层数依次递增,原子半径依次增大,结构,核电荷数依次递增,相似性:易得一个电子，单质均具有氧化性. 递变性:从F2 I2 核对外层电子的吸引力依次减弱, 得电子能力依次减弱 氧化性依次减弱.,性质,决定,不用抄,1、递变规律P42,二、卤素单质的物理性质,F2,Br2,I2,Cl2,单质,颜色,密度,状态,熔沸点,浅黄绿色,黄绿色,深红棕色,紫黑色,气 态,气 态,液 态,固 态,逐渐增大,逐渐升高,1、卤素单质的物理性质的递变规律,二、卤素单质的物理性质,沸点,t/,熔点,t/,不用抄,2、单质氟（F2）的物理性质（了解）,浅黄绿色、有刺激性气味的气体，剧毒，与水剧烈反应,（1）深棕红色液体,（3）密度比水大,（4）溶解度：可溶于水，在水中的溶解度较小，易溶于有机溶剂,（2）挥发，有强烈刺激性气味，有毒,（5）有强烈的腐蚀性,保存：棕色细口试剂瓶，并用水液封，不能用橡胶塞。,*溴的水溶液溴水 黄橙色 *溴的四氯化碳溶液 红棕色,3、液溴的物理性质,（1）碘是紫黑色固体，有金属光泽,（2）溶解度：微溶于水，呈淡黄色；易溶于 有机溶剂（紫红色），碘酒（棕色）,（4）碘加热易升华成紫色的碘蒸气,（3）单质碘遇淀粉溶液变蓝色,升华P40：固体物质不经液态而直接变成气态的现象 沸点低于熔点,4、单质碘的物理性质,特性,水,汽油（苯）,四氯化碳,溴,碘,橙黄色,红棕色,棕黄色,紫红色,溴和碘在不同溶剂中的颜色变化P44,红棕色,紫红色,CCl4,汽油或苯,溴水,溴的苯溶液,（橙色）,（红棕色）,溴水,溴的四氯化碳溶液,（橙色）,（红棕色）,（1）萃取P40：利用溶质在互不相溶的两种溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来的方法。,5、萃取和分液,CCl4,汽油或苯,碘水,上层： 碘的汽油溶液,（浅黄色）,（紫红色）,碘水,下层：碘的四氯化碳溶液,（浅黄色）,（紫红色）,（2）萃取的条件：,（1）两种溶剂互不相溶,（2）溶质在两种溶剂中的溶解度相差较大,萃取是常用的分离物质的方法,酒精是一种有机溶剂，溴和碘在酒精中的溶解度大，能否用酒精萃取水溶液中的溴和碘？为什么？,思考题：,如何将两种互不相溶的液体分开？,（3）分液把两种互不相溶（分层）的液体进行分离的操作。,分液仪器-分液漏斗,分液漏斗用于分离互不相溶的液体。,普通漏斗,长颈漏斗,分液漏斗,分液漏斗,右手压住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,倒转分液漏斗并用力振荡。,萃取与分液：,检验分液 漏斗是否 漏水,在分液漏斗中加溶液和萃取剂,振 荡,静置分层,将溶液和萃取剂依次从上口注入分液漏斗，溶液总量不超过其容积23.,把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层。,逐渐变浅,无,紫红,I2,水层,CCl4,操作：,注意振荡和放气的正确操作方法,现象：溶液分层，上层颜色_ 下层从_色变成_色。 结论：_从_转移到_,分液,何时关闭活塞？,当液体交界面下降到活塞处，关闭活塞。,使液体充分混合；打开活塞，放出产生的气体。,思考：静置分层之后，为什么要打开上口的玻璃塞？ 液体分别是如何倒出的？,使漏斗内外压强相等，便于液体流出。 下层液体从下端放出， 上层液体从上口倒出。,地球上99%的溴分布在海洋中，以“Br-”的形式存在。 如何在海水中提取Br2？,1、海水中溴离子的浓度很低，怎么办？ 2、如何将溴离子变成溴单质？ 3、如何将溴单质从水中分离出来？ 4、如何对分离出来的溴进行提纯?,思考题：,三、海水提溴,步骤： 浓缩（concentration ） 氧化(oxidation ) 提取(extraction ),1、原理：Cl2+2Br- Br2 + 2Cl-,三、海水提溴,1、海水中溴离子的浓度很低，怎么办？ 2、如何将溴离子变成溴单质？ 3、如何将溴单质从水中分离出来？ 4、如何对分离出来的溴进行提纯?,2、步骤：,富集：蒸发浓缩，制取海盐所得苦卤中Br浓度高达6g/L,氧化：通入氯气，使Br氧化成单质Br2,提取粗溴：向苦卤中吹入热空气,使溴挥发,冷凝后得粗溴,粗溴提纯： Br2 Br Br2,3、流程：,粗溴,高纯溴,Br,溴单质,热空气,热空气或水蒸气,通入氯气,通入SO2、水,蒸发、浓缩,海水,苦卤,溴单质,通入氯气,Br2+SO2+2H2O 2HBr+H2SO4,提碘原料,碘是非金属元素。但是,碘在海水中含量太低,仅有0.06g/L目前还不能直接从海水中提取碘。海洋植物,如海带、马尾藻等有吸附碘离子的特殊能力,它们能把海水中的碘富集到是海水中的10万倍以上。所以通常从海带或马尾藻中提取碘。,四、海带提碘,思 考,（2）如何把碘由化合态变为游离态并分离出来？,（1）碘元素在海带中存在的形式?,碘元素以碘离子的形式存在，用水浸泡；使其大部分的碘离子转入水中，最后选用氧化剂将其氧化成单质碘。,含碘离子的有机物,灼烧海带，使其中的有机物烧成CO2和H2O,留下无机物，使碘的有机化合物变成无机的碘化物。,2、流程：,Cl2 + 2I - 2Cl - + I2,萃取,1、原理：,四、海带提碘,（1）灼烧：酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳 玻璃棒,3、仪器,（3）萃取分液：分液漏斗,（2）溶解、过滤：烧杯、漏斗、铁架台（带铁圈）,4、蒸馏： （1）原理利用液态混合物（互溶）中各组分沸点的不同，加热使其某一组分变成蒸气，经过冷凝后再变成液体，从而跟其他组分分开，目的是将难挥发或不挥发的杂质除去。,进水口,出水口,（2）蒸馏装置的安装顺序是 。 （3）各部分仪器的名称？蒸馏实验有哪些注意事项？,从左到右，自下而上,3.投放沸石或瓷片防暴沸,1.温度计水银球处于蒸馏烧瓶支管口处,2.冷凝水，下口进，上口出,4.烧瓶底加垫石棉网,【练习】海带中含有丰富的碘。为了从海中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：,海 藻,灼烧,海 藻 灰,海藻灰 悬浊液,含碘离 子溶液,含碘 水溶液,含碘 苯溶液,浸泡,MnO2+ 稀H2SO4,提取碘,单质碘,（1）步骤灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是 ( ) A烧杯 B坩埚 C表面皿 D泥三角 E酒精灯 F干燥器 G.玻璃棒 H.坩埚钳 （2）步骤的实验操作名称是 ；步骤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）步骤反应的离子方程式是 。,BDEGH,过滤,蒸馏,2I-MnO24HMn2I22H2O,（4）步骤中，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有单质碘的简单方法： 。,苯与水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水中大,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；反之，说明没有单质碘。,五、卤素单质的化学性质,Cl2 + 2NaI I2 + 2NaCl,Cl2 + 2NaBr Br2 + 2NaCl,Br2 + 2NaI I2 + 2NaBr,1、卤素间的置换反应,单质的活泼性:,F2 Cl2 Br2 I2,卤素离子失电子能力: (还原性）,F- Cl- Br- I-,单质的氧化性:,F2 Cl2 Br2 I2,思考：F2能否将氯离子从溶液中置换出来？,3Cl2+2Fe 2FeCl3,I2 + Zn ZnI2 （H2O 做催化剂，反应放出大量的热。）,卤素(X2)都能与金属反应，且氧化性逐渐降低 X2 +2e 2X-(卤化物),2、卤素与金属反应,点燃,水,I2 + Fe FeI2,（1）滴水生烟：Zn和I2，滴加水产生紫色的烟，请解释原因？,（2）与Fe的反应,3Br2+2Fe 2FeBr3,加热,加热,H2+F22HF,H2+Br2 2HBr,H2+I2 2HI,500,化学方程式,与H2反应 的条件,名称,F2,Br2,I2,Cl2,卤素单质与氢气反应有什么相似性和递变性?,冷暗处爆炸,HF很稳定,光照或点燃,HCl稳定,H2+Cl2 2HCl,500,较不稳定,持续加热,很不稳定,3、卤素与氢气反应,酸性： HF HCl HBr HI （弱酸） （强酸）,稳定性：HFHClHBrHI,A）物理性质：无色、有刺激性气味的气体，空气中易形成酸雾。,（1）HX的性质,B）化学性质,注意：HF特性：可以腐蚀玻璃，只能用塑料瓶或铅制容器盛放，不能用玻璃瓶盛放 SiO2+4HF SiF4+2H2O（工业上用于雕刻玻璃）,（2）HX的制备,CaF2+H2SO4 （浓） CaSO4+2HF,A）原理：高沸点酸制备低沸点酸,B）HF的制备：,萤石，难溶,为什么不用浓硫酸？,C）HBr/HI的制备：,注意1）不可用浓硫酸，因为浓硫酸会氧化Br和I,2）HBr、HI用无水CaCl2或P2O5干燥,2F22H2O 4HFO2,Cl2 H2O HClHClO,反应越来越难,（能反应） （很弱） （极弱）,（很剧烈）,4、卤素单质与水的反应,相似性,X2 H2O HXHXO （X = Cl、Br、I）,递变性,与水反应的能力依次渐弱,Br2 H2O,HBr ,HBrO,I2 H2O,HI,HIO,X2 + 2NaOH NaX + NaXO + H2O X=Cl、Br、I,5、卤素单质与强碱的反应,6、与还原性物质的反应,X2 + NaSO3 +H2O HX + NaSO4 X=Cl、Br、I X2 + SO2 + 2H2O 2HX + H2SO4 X=Cl、Br、I X2 + 2Fe2+2Fe3+2X- X=Cl、Br,小结：递变规律,2,3,4,5,A、不溶于水，也不溶于硝酸 AgCl 白色沉淀 AgBr淡黄色沉淀 AgI 黄色沉淀 （AgCl、AgBr、AgI在水中的溶解性依次减小） B、不稳定性：2AgX 2AgX2,光照,四、Cl、Br、I的检验,1、卤化银的性质,2.卤化银的用途：,感光纸、胶卷、变色眼镜（AgBr ）,人工降雨（AgI）,加碘盐（KIO3）,你知道照相是怎么回事吗?,AgBr见光分解（感光性）,AgCl、AgI同样具有感光性,神奇的变色眼镜里又 蕴含着什么奥秘呢？,显影,潜影,定影,抢劫储蓄所案件现场手印，在案犯抢劫时所使用的吉普车方向盘上所提取。,指纹鉴定,法医做指纹显影试验时，先对准指纹处喷洒AgNO3溶液，使之与人体分泌出的汗水中的某种离子结合，然后进行光照处理，就可显出指纹。请回答： （1）该指纹显影实验的原理是 人体汗液中含有NaCl，加入的AgNO3与之结合成AgCl，AgCl见光分解生成黑色的银，从而显出指纹（2）整个实验过程中所发生的化学方程式为 AgNO3NaClAgClNaNO3 2AgCl2Ag+Cl2。,AgI与人工降雨,即Ag+X- AgX ,（1）先加硝酸银溶液，再加稀HNO3 NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl （白色） NaBr + AgNO3 NaNO3 + AgBr （淡黄色） KI + AgNO3 K