高中化学专题2第一单元第四课时溴碘的提取讲义苏教版.docx
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高中化学专题2第一单元第四课时溴碘的提取讲义苏教版
第四课时 溴、碘的提取
1.混合物分离和提纯的方法有哪些?
提示:
常用方法有:
过滤、结晶、萃取与分液、蒸馏等。
2.萃取剂需符合哪些基本条件?
提示:
(1)与原溶剂互不相溶;
(2)溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。
3.分液时,上层液体如何取出?
提示:
先将下层液体从分液漏斗下口放出,再将上层液体从上口倒出。
[新知探究]
探究1 溴、碘的物理性质
Br2
I2
色、态
通常状况下为深红棕色液体
通常情况下为紫黑色固体
续表
Br2
I2
溶解性
微溶于水,易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂
特性
易挥发
1易升华
②淀粉溶液遇碘变蓝色
探究2 氯、溴、碘的单质间可发生怎样的反应?
试通过下面实验来认识。
实验操作
实验现象
反应的化学方程式
①溶液分层
②下层溶液显橙红色
Cl2+2KBr===2KCl+Br2
①溶液分层
②下层溶液显紫红色
2KCl+I2
①溶液分层
②下层溶液显紫红色
Br2+2KI===2KBr+I2
[必记结论]
(1)Br2是常温下惟一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用水液封来保存。
(2)对于在溶液中生成Br2、I2的反应,常通过加入苯或四氯化碳,通过有机层的颜色来加以确认。
(3)卤素单质氧化性强弱顺序:
Cl2>Br2>I2。
(4)卤素离子还原性强弱顺序:
I->Br->Cl-。
[成功体验]
1.将氯水注入KI溶液中,用力振荡,再注入四氯化碳,振荡后静置,看到的现象是( )
A.液体为紫红色
B.液体为无色
C.液体分两层,上层为紫红色、下层接近无色
D.液体分两层,上层接近无色、下层为紫红色
解析:
选D Cl2将I-氧化生成I2,I2被CCl4萃取,所以上层接近无色,下层为紫红色,这个实验是检验I-存在的方法之一。
[新知探究]
探究1 从海水中提取溴的流程
(1)原料:
提取食盐后的母液。
(2)流程:
探究2 从海带中提取碘的流程
(1)原料:
一般从海产品(如海带等)中提取。
(2)流程:
探究3 溴、碘及其化合物的重要用途
(1)溴可用于生产熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等药剂。
(2)溴化银是重要的感光材料。
(3)碘是一种重要的药用元素,也应用于含碘食品的生产。
(4)碘化银可用于人工降雨。
[成功体验]
2.从海水中提取溴的方法之一是:
①在海水里通入氯气;②用热空气把溴吹出;③用碳酸钠溶液吸收溴生成NaBr、NaBrO3和CO2;④在上述溶液中加入稀硫酸使溴析出;⑤加汽油、振荡;⑥静置,分液。
根据以上叙述,回答下列问题。
(1)①中反应的化学方程式__________________________________________;
(2)⑤中不能使用酒精的原因是_______________________________;
(3)⑥中必须使用的化学仪器为______________________________________________。
解析:
因为是从海水中提取溴,所以通入氯气的目的是将Br-氧化为Br2;萃取剂满足的基本条件是:
①和水互不相溶;②被萃取的物质易溶于其中等。
萃取、静置都是在分液漏斗中进行的。
分液时要把上、下层液体分开,分液漏斗下面要放烧杯。
答案:
(1)2NaBr(或KBr)+Cl2===2NaCl(或KCl)+Br2
(2)酒精易溶于水,不能提取出Br2
(3)铁架台、分液漏斗、烧杯
———————————————[关键语句小结]————————————————
1.海水提溴、碘发生的主要反应为:
Cl2+2KBr===2KCl+Br2,Cl2+2KI===2KCl+I2。
2.检验Br-、I-的反应分别为:
NaBr+AgNO3===AgBr↓+NaNO3,
NaI+AgNO3===AgI↓+NaNO3。
AgBr是浅黄色沉淀、AgI是黄色沉淀,它们均不溶于稀硝酸。
3.Br2是深红棕色液体,单质碘为紫黑色易升华固体,淀粉遇碘变蓝。
4.AgBr可用作胶卷中的感光材料;AgI可用于人工降雨。
[例1] 溴与氯其单质在性质上具有很大的相似性,但Cl2比Br2的活泼性更强,下面是根据氯的性质对溴的性质的预测,其中错误的是( )
A.溴单质溶于水时,部分与H2O反应生成HBrO和HBr
B.溴单质只具有氧化性
C.溴原子最外层有7个电子,在化学反应中容易得1个电子,表现氧化性
D.溴蒸气与氢气在加热条件下反应生成HBr
解析:
选B 采用类比法,Br2的性质和Cl2相似,A、C选项正确;溴元素最高价为+7价,最低价为-1价,所以Br2既有氧化性又有还原性,B选项错误;Br2不如Cl2活泼,所以和H2反应条件要求较高,D选项正确。
Cl2、Br2、I2的重要化学性质
(1)能与几乎所有的金属化合生成卤化物。
其中碘的氧化性较弱,遇变价金属通常生成低价化合物。
如Fe+I2===FeI2。
(2)都能与H2反应生成HX:
H2+X2===2HX(X=Cl、Br、I);HCl、HBr、HI都易溶于水,且都是强酸。
(3)都能与水和碱溶液反应:
X2+H2O
HX+HXO,X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O,但反应程度依次减弱。
1.稀的碘水和溴水的颜色非常浅,近乎无色。
检验稀碘水和稀溴水时,所用的最佳试剂是( )
A.淀粉溶液 B.氯水
C.NaOH溶液D.NaBr溶液
解析:
选A 氯水、NaBr溶液与溴水、碘水都不反应,NaOH溶液与二者都反应,二者都褪色,现象相同,不能区分,淀粉遇I2变蓝色。
[例2] (2016·开封高一检测)只用一种试剂就能区别NaCl、NaBr、NaI三种溶液,该试剂可用( )
①AgNO3溶液 ②氯水 ③溴水 ④碘水
A.①②B.①③
C.②③D.②④
解析:
选A 加入AgNO3溶液,三种溶液分别产生AgCl白色沉淀,AgBr淡黄色沉淀,AgI黄色沉淀。
加入氯水时,NaBr、NaI分别与氯水反应生成Br2、I2,三种溶液的颜色不同,①②符合题意。
(1)卤素离子的检验方法
①AgNO3溶液——沉淀法:
未知液
②置换——萃取法:
未知液
有机层呈
③置换——淀粉法检验I-:
未知液
蓝色溶液,表明有I-。
(2)Cl2、Br2、I2在水及有机溶剂中的颜色
水
CCl4
汽油
Cl2
黄绿色
黄绿色
黄绿色
Br2
黄→橙
橙→橙红
橙→橙红
I2
深黄→褐
紫→深紫
浅紫红→紫红
2.[双选]检验某溶液中是否含有Cl-,正确的操作是( )
A.取样,滴加AgNO3溶液,看是否有白色沉淀
B.取样,先加盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,看是否有白色沉淀生成
C.取样,先加稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,看是否有白色沉淀生成
D.取样,加少量AgNO3溶液,有白色沉淀,再加稀硝酸,看白色沉淀是否消失
解析:
选C、D A项中可能含有CO
、SO
,则不能确定是否有Cl-;B中加盐酸,引入了Cl-。
[例3] 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:
(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中有关反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机溶剂是________(提示:
甘油易溶于水,甲苯难溶于水)
A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯
C.汽油、乙酸D.汽油、甘油
(3)为提取溶液中的碘单质,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,指出下列实验装置中的错误之处:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
解析:
(1)海藻中的I-在蒸干、灼烧过程中不发生变化,浸泡后成为溶液,将其与固体悬浮物分离开的操作①为过滤。
含I-的溶液加入适量Cl2发生如下反应:
2KI+Cl2===2KCl+I2,将含碘水溶液变为含碘有机溶液,需加入有机溶剂萃取后再分液,故③为萃取分液。
(2)萃取剂必须是不溶于水的,A项中酒精、C项中乙酸、D项中甘油都易溶于水,所以可将这三项排除,答案为B项。
(3)萃取分液主要仪器是分液漏斗。
(4)给烧杯加热时,应在烧杯下垫石棉网。
蒸馏过程中,温度计要测量馏分蒸气的温度,不是测量混合液体的温度。
冷凝管中,水流方向应该是下进上出。
答案:
(1)过滤 萃取分液 Cl2+2KI===2KCl+I2
(2)B (3)分液漏斗
(4)①缺石棉网 ②温度计插到了液体中,温度计水银球应在支管口处 ③冷凝管进出水的方向颠倒
3.海带中含碘元素,有人设计了以下步骤来提取碘:
①通足量氯气 ②将海带烧成灰,向灰中加水搅拌
③加入CCl4,振荡 ④过滤 ⑤用分液漏斗分液
合理的操作顺序为( )
A.②④①③⑤B.②①③④⑤
C.①③⑤②④D.③①②⑤④
解析:
选A 海带烧成灰加水后必须过滤,然后利用氧化还原反应的原理使碘从化合态变成游离态,最后用有机溶剂萃取出碘并分液。
[课堂双基落实]
1.从海水中可以提取溴,主要反应为:
2KBr+Cl2===Br2+2KCl,下列说法正确的是( )
A.溴离子具有氧化性
B.氯气是还原剂
C.该反应属于复分解反应
D.氯气的氧化性比溴单质强
解析:
选D Br-的化合价处于最低价态,只有还原性,A错;氯气在反应中作氧化剂,B错;该反应属于置换反应,C错;该反应中,氯气为氧化剂,溴为氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,D正确。
2.下列叙述中正确的是( )
A.碘易升华,所以碘要保存在用铁盖旋紧的试剂瓶中
B.液溴应保存在磨口玻璃塞试剂瓶中,并加少量水进行水封
C.能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体一定是氯气
D.碘易溶于酒精,所以用酒精从碘水中萃取碘
解析:
选B 由保存方法可知道,液溴按B项所述保存是对的,因液溴易挥发,水封可减缓挥发。
碘易与铁反应(Fe+I2===FeI2),可知A不正确。
所有能与I-反应生成I2的物质都有此现象,如溴蒸气等,不一定是Cl2,C不正确。
酒精与水互溶,不符合萃取剂要求,D不正确。
3.已知溴易挥发,碘易升华,向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量氯气充分反应后将溶液蒸干,并灼烧所得物质,最后剩余的固体是( )
A.NaCl和KI
B.NaCl、KCl和I2
C.KCl和NaBrl
D.KCl和NaCl
解析:
选D 过量的Cl2将Br-、I-从它们的溶液中完全置换出来,在蒸干、灼烧的过程中溴挥发、碘升华,所以剩余固体为NaCl和KCl。
4.将下列物质分别加入溴水中,溴水颜色不变浅的是( )
①KCl晶体 ②H2S气体 ③CCl4 ④Mg ⑤NaOH⑥Na2CO3 ⑦Na2SO3 ⑧FeBr2
A.⑤⑧B.⑤⑥⑦⑧
C.①D.均不可
解析:
选C 溴与KCl不反应,溴与H2S反应:
Br2+H2S===S↓+2HBr,溴可被CCl4萃取而使水层颜色变浅,溴与Mg反应生成MgBr2,溴与NaOH溶液反应生成NaBr和NaBrO,溴水中的HBr可与Na2CO3反应,Br2可氧化Na2SO3和FeBr2,因此溴水颜色不变浅的只有①。
5.
(1)向溴化钠溶液中通入适量的氯气,产生的现象是
________________________________________________________________________,
反应的化学方程式是______________________________________________________;
向碘化钾溶液中加入适量的溴水,产生的现象是__________________________,反应的化学方程式是_____________________________________________________________。
(2)由上述两个化学反应可知,Cl2、Br2、I2三种单质氧化性强弱的关系是____________;这样的化学反应原理,在海水的综合利用中的应用是_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下列海产品中可以考虑用于工业上大量地提取碘的是____________。
①贝壳 ②紫菜 ③鱼 ④海带
解析:
(1)Cl2与NaBr、Br2与KI反应的化学方程式分别是①Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl,②Br2+2KI===I2+2KBr。
(2)Br2、I2在水溶液中分别显橙色、褐色。
在反应①中Cl2是氧化剂,Br2是氧化产物,故氧化性Cl2>Br2;在反应②中Br2是氧化剂,I2是氧化产物,故氧化性Br2>I2。
以适当的氧化剂将Br-、I-氧化的化学反应原理可以应用于从海水中提取溴和碘。
(3)在四种海产品中,含碘相对较多的是紫菜和海带。
答案:
(1)溶液由无色变为橙色 Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl 溶液由无色变为褐色 Br2+2KI===I2+2KBr
(2)Cl2>Br2>I2 从海水中提取溴和碘 (3)②④