版高中化学专题1物质的分离与提纯课题一海带中碘元素的分离及检验学案Word文件下载.docx

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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2I－＋H2O2＋2H＋===I2＋2H2O、2I－＋Cl2===I2＋2Cl－。

3.从海带中提取碘的实验步骤

（1）灼烧

取3g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30mL蒸馏水，煮沸2～3min（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1～2mL2mol·

L－1H2SO4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3～5mL6%H2O2溶液或1mL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2mLCCl4，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①Fe3＋＋SCN－

[Fe（SCN）]2＋，②Ca2＋＋C2O

===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

分离液态物质。

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：

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。

①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。

②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。

③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：

①________________，③________________。

写出过程②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：

①_____________________；

②________________________；

③________________________。

（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　Cl2＋2I－===I2＋2Cl－

（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：

①通入适量Cl2　②将海带灼烧成灰后加蒸馏水搅拌　③加CCl4振荡　④过滤。

合理的操作顺序是（　　）

A.①②③④B.②①③④

C.①③②④D.②④①③

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　D

2.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。

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：

3I2＋6OH－===IO

＋5I－＋3H2O

IO

＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O

（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I－

D

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　C

2.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Br－

B.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　B

3.现有三组实验：

①除去混在植物油中的水；

②回收碘的CCl4溶液中的CCl4；

③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。

4.下列仪器名称为“分液漏斗”的是（　　）

5.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。

6.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.1kg此食盐中含碘酸钾（35±

15）mg

D.“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1kg食盐中含碘元素（35±

15）mg，C项错误。

7.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

I2

A.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　A

8.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（2CuI＋2H2O2＋2H2SO4===2CuSO4＋I2＋2H2O），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。

9.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①、②和⑨

B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦

C.过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦

D.检验滤液中的Fe3＋，选用③、⑧和⑩

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。

10.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5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl

C.由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2＞I2＞IO

D.途径Ⅱ中若生成1molI2，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Cl2＞I2，根据途径Ⅱ可知氧化性IO

＞I2，根据途径Ⅲ可知氧化性Cl2＞IO

，C选项错误；

根据关系式2IO

～I2～10e－可知D选项正确。

11.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②、③的设计如下图所示：

已知②中发生反应的化学方程式为Cl2＋2KI===2KCl＋I2。

回答下列问题：

（1）写出提取过程中，实验操作①、③的名称：

①________，③________。

（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

含I－的澄清溶液

生成I2

分层液体

含I2的CCl4溶液

答案　

（1）过滤　萃取　

（2）无　大　紫红（或紫）　KCl

（3）分液、蒸馏　（4）BCE

12.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③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⑤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）检验I2的存在通常用淀粉溶液。

（2）步骤③由Fe3I8→KI，I的化合价未变化，应为非氧化还原反应，Fe的化合价也未变化，可推断出产物为Fe3O4。

（3）H2O2作为氧化剂，其还原产物为H2O，无污染，是绿色氧化剂。

（6）I－与IO

作用生成I2，需注意是在酸性环境中进行。

答案　

（1）淀粉溶液

（2）Fe3I8＋4K2CO3===8KI＋4CO2↑＋Fe3O4

（3）过氧化氢是绿色氧化剂，不产生污染且不会使生成的碘进一步氧化

（4）萃取

（5）蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计

（6）IO

13.某同学按如下实验流程提取海带中的碘，请回答相关问题。

（1）第①步是将海带放入________（填仪器名称）中，用酒精灯充分加热灰化。

（2）第②步为了加快溶解速度并使碘离子充分进入溶液，可以采取的措施是________________________（写出两条）。

（3）实验进行到某一步骤时应检验碘的存在，具体方法是

（4）海带灰中还含有其他无机盐类（硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐等），这些盐类是在流程图中的第________步（填编号）与碘分离的。

解析　

（1）物质的灼烧应在坩埚内进行。

（2）充分搅拌，加热煮沸均有利于碘离子溶解。

（3）I－的检验，可取样氧化后，用淀粉进行检验。

（4）海带灰中含有的其他无机盐类（硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐等）不能在前面步骤的过滤操作中分离，应该在⑤萃取时与I2分离。

答案　

（1）坩埚　

（2）充分搅拌，加热煮沸　（3）取氧化后的溶液少量于试管中，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘（或：

取过滤后的溶液少量于试管中，滴加几滴氯水再滴加淀粉溶液，若溶液变蓝证明含碘）　（4）⑤