2018_2019版高中化学专题海带中碘元素的分离及检验学案苏教版.docx

课题一海带中碘元素的分离及检验【学考报告】知识条目加试要求从海带中分离和检验碘元素的原理及操作流程b萃取的原理及萃取方法的适用范围b溶解、过滤、萃取、分液等基本操作的要点b物质分离、提纯的基本原则及应用c1.萃取原理(1)萃取：是利用物质在互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解能力不同，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)分液：萃取后往往需要用分液漏斗将这两种不相溶的液体分开，这一操作称为分液。(3)碘的萃取：碘单质易溶于CCl4、苯等有机溶剂。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。例如，将四氯化碳与含有碘单质的水溶液混合振荡，碘单质就会从水中富集到四氯化碳中。静置分层后，上面水层的颜色变浅，下面四氯化碳层呈紫红色。思考：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？请说明原因。选取萃取剂应该考虑哪些条件？提示不能使用酒精萃取水中的碘，因为酒精与水互溶。选择萃取剂应考虑三个条件：不与溶质及原溶剂发生化学反应；与原溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中溶解度远大于它在原溶剂中的溶解度。2.海带中碘的提取原理用化学方法提取、检验植物样品中的某些元素时，通常将待检验的植物样品高温灼烧，使其中的有机物分解。将海带样品灼烧，在灰烬中加入水浸取，过滤后可得到含有I的滤液。滤液中还有多种可溶性无机盐，可以用适量的双氧水或氯气等氧化剂将I氧化为I2，再用萃取法将其提取出来。有关反应的化学方程式为2IH2O22H=I22H2O、2ICl2=I22Cl。3.从海带中提取碘的实验步骤(1)灼烧取3 g干燥的海带，剪成小块，放入坩埚或蒸发皿中，把坩埚放在三脚架上的泥三角上。在通风处加热灼烧，待海带灰化完全后，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23 min(加快碘化物在水中的溶解，以使灰分中的I尽可能多地进入溶液)，过滤，得无色滤液。(3)氧化在滤液中加入12 mL 2 molL1 H2SO4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35 mL 6% H2O2溶液或1 mL新制氯水，溶液由无色变为棕黄色。(4)检验和萃取取出少许混合液，用淀粉溶液检验碘，溶液应变为蓝色。再向余液中加入2 mL CCl4，萃取其中的碘。4.茶叶中某些元素的鉴定茶叶中某些元素的鉴定流程图有关反应为Fe3SCN Fe(SCN)2，Ca2C2O=CaC2O4。点拨一、海带中碘元素的提取流程1.灼烧干海带(1)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)灼烧海带时用到的仪器有坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、酒精灯。(3)注意事项：热坩埚不能放在桌面上，应将坩埚和玻璃棒放在石棉网上冷却。2.I的分离及氧化(1)将海带灼烧后，在灰分中加入水浸取，过滤后可得到含有I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Cl2、H2O2等氧化剂先将I氧化为I2。(2)过滤操作应注意“一贴、二低、三靠”。3.I2的提纯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。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.I2的检验用淀粉溶液检验单质碘的存在。注意：检验碘元素应取少量样品，不要向所有滤液中直接加淀粉溶液，否则后续实验将无法操作。点拨二、萃取和分液1.适用范围(1)萃取：分离液态物质。(2)分液：将互不相溶的两种液体分开。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)萃取剂选择的三个原则：不与溶质及原溶剂发生化学反应；与原溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中溶解度远大于它在原溶剂中的溶解度。3.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。检查：a.检查玻璃塞和旋塞芯是否与分液漏斗配套。b.检查玻璃塞和旋塞芯是否漏水。使用：a.盛放液体不得超过分液漏斗的容量的。b.盛有液体的分液漏斗竖直放在铁架台的铁圈上。操作方法：下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。4.萃取与分液的操作方法(1)向溶液中加入萃取剂并转移到分液漏斗中，塞上玻璃塞。(2)用右手压住分液漏斗的玻璃塞，左手握住旋塞，将分液漏斗倒转过来用力振摇。(3)几次振摇并放气后，将分液漏斗置于铁架台铁圈上，静置片刻。(4)打开分液漏斗的玻璃塞或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔，使漏斗内外空气相通。(5)打开旋塞，使下层液体慢慢流出，而上层液体从漏斗上口倒出。典例剖析海洋植物如海带、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下：(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：_，_。写出过程中有关反应的离子方程式_。(2)提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是()A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯C.汽油、乙酸 D.汽油、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，指出上图所示实验装置中的错误之处：_；_；_。(5)进行上述蒸馏操作时，使用水浴的原因是_，最后晶体碘在_里聚集。解析(2)选择萃取剂的要求为：不溶于水，碘在萃取剂中的溶解度较大。(2)缺少过滤用的漏斗和萃取分液时必需的分液漏斗。答案(1)过滤萃取Cl22I=I22Cl(2)B(3)分液漏斗、普通漏斗(4)缺石棉网温度计插到了液体中冷凝管进出水的方向颠倒(5)使蒸馏烧瓶受热均匀，控制加热温度不过高蒸馏烧瓶跟踪训练1.海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤：通入适量Cl2将海带灼烧成灰后加蒸馏水搅拌加CCl4振荡过滤。合理的操作顺序是()A. B.C. D.解析从海带中提取碘的步骤为灼烧、浸取和过滤、氧化、萃取。根据每个步骤的需要选择试剂。答案D2.用四氯化碳萃取碘的饱和水溶液中的碘，下列说法中不正确的是()A.实验使用的主要仪器是分液漏斗B.碘在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度大C.碘的四氯化碳溶液呈紫红色D.分液时，水从分液漏斗下口流出，碘的四氯化碳溶液从漏斗上口倒出解析因四氯化碳的密度比水的密度大，所以萃取后分层时上层为水层，下层为四氯化碳层，分液时，碘的四氯化碳溶液从下口流出，水从分液漏斗上口倒出。答案D知识拓展碘单质的反萃取法将实验中萃取后的四氯化碳溶液收集起来后，向其中慢慢滴加40% NaOH溶液，边滴加边振荡，直到四氯化碳层不显红色为止。将混合液转入分液漏斗中，静置分液。向得到的水溶液中滴加45%硫酸溶液使其酸化，可重新生成碘单质。由于碘单质在水中的溶解度很小，可沉淀析出。分离后，可以得到固态碘单质。有关的化学反应为：3I26OH=IO5I3H2OIO5I6H=3I23H2O(时间：45分钟)1.用灼烧法证明海带中含有碘元素，各步骤选用的实验用品不必都用到的是()实验步骤实验用品A步骤1：将海带灼烧灰化B步骤2：将海带灰溶解、过滤C步骤3：氧化滤液中的ID步骤4：检验碘元素解析灼烧海带时使用三角架、泥三角、坩埚、坩埚钳、酒精灯；海带灰溶解、过滤时使用烧杯、普通漏斗、玻璃棒、铁架台；氧化碘离子时不需要使用容量瓶。答案C2.实验室从含Br的废液中提取溴单质，下列说法中能达到实验目的的是()A.用装置甲氧化废液中的BrB.用装置乙分离CCl4层和水层C.用装置丙分离CCl4和液溴D.用仪器丁长期贮存液溴解析为使物质充分发生反应，导气管应“长进短出”，故不能用装置甲氧化废液中的溴离子，A错误；由于水的密度比四氯化碳小，二者是互不相溶的两种液体物质，因此可以用分液的方法分离，B正确；用蒸馏的方法进行物质分离时，应该把温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口附近，因此不能用装置丙分离四氯化碳和液溴，C错误；液溴容易挥发，在保存时常加些水形成水封，由于溴会与橡胶发生反应，所以应该使用玻璃塞，D错误。答案B3.现有三组实验：除去混在植物油中的水；回收碘的CCl4溶液中的CCl4；用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。以上实验采用的正确方法依次是()A.分液、萃取、蒸馏 B.萃取、蒸馏、分液C.分液、蒸馏、萃取 D.蒸馏、萃取、分液解析植物油和水互不相溶，应采用分液法分离；碘易溶于CCl4，故用蒸馏法分离；用酒精浸取中草药中的有效成分，利用萃取原理。答案C4.下列仪器名称为“分液漏斗”的是()答案B5.按以下实验方案可以从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。下列说法错误的是()A.步骤(1)需要过滤装置B.步骤(2)需要用到分液漏斗C.步骤(3)需要用到坩埚D.步骤(4)需要蒸馏装置解析A项，步骤(1)，由于得到不溶性物质，所以应采取过滤的方法，正确。B项，步骤(2)，由于得到有机层和水层，所以应用分液漏斗分离，正确。C项，从水溶液中获得固体，应采取蒸发结晶或浓缩冷却结晶的方法，应用蒸发皿，错误。D项，从有机层中获得甲苯，应根据沸点不同，采用蒸馏装置，正确。答案C6.如图是某加碘食盐包装袋上的部分图表文字(I为碘元素符号)。由此你得到的信息和作出的推测是()A.人体不能缺碘，需要正常补碘，“加碘食盐”中的“碘”是指碘单质B.该食盐商品是以海盐为原料，经过加工后的产品，是盐类的纯净物C.1 kg此食盐中含碘酸钾(3515)mgD.“菜未烧熟不宜加入碘盐”的原因可能是碘酸钾受热不稳定解析加碘食盐中的碘指碘酸钾，A项错误；食盐是混合物，B项错误；根据包装说明可知1 kg食盐中含碘元素(3515)mg，C项错误。答案D7.从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下，下列关于海带制碘的说法，不正确的是()干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液I2A.实验室在蒸发皿中灼烧干海带，并且用玻璃棒搅拌B.含I的滤液中加入稀硫酸和双氧水后，碘元素发生氧化反应C.在碘水中加入几滴淀粉溶液，溶液变蓝色D.碘水中加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”解析干海带的灼烧应在坩埚中进行，A错误。答案A8.下列装置应用于实验室从废旧的含CuI/SiO2催化剂中提取碘的实验，不能达到实验目的的是()A.用装置甲加稀H2SO4及H2O2氧化并用CCl4浸取B.用装置乙过滤分离出浸取液C.用装置丙分离得到碘的四氯化碳溶液D.用装置丁分离萃取液中单质碘和四氯化碳解析A项，是酸性条件下用H2O2氧化I获得I2(2CuI2H2O22H2SO4=2CuSO4I22H2O)，用CCl4浸取I2，可行；B项，过滤掉没有反应的SiO2等固体杂质，可行；C项，利用分液装置分离出I2的CCl4溶液，可行；D项，利用蒸馏装置分离I2和CCl4，温度计的水银球应放在支管口附近，不可行。答案D9.茶叶中铁元素的检验可经过以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是()A.将茶叶灼烧灰化，选用、和B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用、和 C.过滤得到滤液，选用、和D.检验滤液中的Fe3 ，选用、和 解析A项，灼烧在坩埚内进行，另外还用到酒精灯和泥三角，正确；B项，溶解、稀释用到烧杯和玻璃棒，错误；C项，过滤使用漏斗、烧杯、玻璃棒，正确；D项，检验Fe3应选用KSCN溶液，用胶头滴管取用试剂，在试管内进行反应，检验，正确。答案B10.碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I的形式存在，几种粒子之间的转化关系如图所示：下列说法中不正确的是()A.用淀粉KI试纸和食醋检验加碘盐时淀粉KI试纸会变蓝B.足量Cl2能使湿润的、已变蓝的淀粉KI试纸褪色的原因可能是5Cl2I26H2O=2HIO310HClC.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2I2IOD.途径中若生成1 mol I2，则反应中转移的电子数为10NA解析加碘盐中含有IO，在酸性条件下可被I还原生成I2，A选项正确；根据图示转化关系可知B选项正确；根据途径I可知氧化性Cl2I2，根据途径可知氧化性IOI2，根据途径可知氧化性Cl2IO，C选项错误；根据关系式2IOI210e可知D选项正确。答案C11.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下：某化学兴趣小组对上述流程、的设计如下图所示：已知中发生反应的化学方程式为Cl22KI=2KClI2。回答下列问题：(1)写出提取过程中，实验操作、的名称：_，_。(2)四氯化碳是_色、密度比水_的液体。F中下层液体的颜色为_色，上层液体中溶质的主要成分为_。(3)从F中得到固态碘还需进行的操作是_。(4)在灼烧过程中，使用到的(除泥三角外)实验仪器有_。A.试管B.瓷坩埚C.坩埚钳D.蒸发皿E.酒精灯解析从海藻中提取碘的方法：海藻灰烬悬浊液含I的澄清溶液生成I2分层液体含I2的CCl4溶液I2答案(1)过滤萃取(2)无大紫红(或紫)KCl(3)分液、蒸馏(4)BCE12.某研究性学习小组拟从实验室含碘废液中回收碘，制定两种方案提取，他们的实验方案如下：试回答下列问题：(1)方案一，说明废水含有单质碘可用的试剂是_。(2)方案一，步骤反应的化学方程式为_。(3)方案二，用H2O2溶液而不用氯气，理由是_。(4)方案二，步骤的名称是_。(5)方案二，蒸馏时用到的玻璃仪器，除蒸馏头、尾接管、接收器、酒精灯外，还缺少的玻璃仪器有_。(6)测定产品中KI的纯度，用到的试剂有KIO3、稀硫酸、淀粉及标准的Na2S2O3溶液，请写出前两种试剂的作用，用离子方程式表示：_。解析(1)