高中化学专题2从海水中获得的化学物质第一单元氯溴碘及其化合物第5课时溴碘的提取学案苏教版必修1.docx

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高中化学专题2从海水中获得的化学物质第一单元氯溴碘及其化合物第5课时溴碘的提取学案苏教版必修1

第5课时　溴、碘的提取

[学习目标定位]　1.了解从海水或海产品中提取溴、碘单质的基本原理和方法。

2.知道氯、溴、碘单质的性质及其差异。

3.掌握Cl－、Br－、I－的检验方法。

一、氯、溴、碘的性质比较

1．根据所熟悉的有关知识，填写下表：

性质

氯气（Cl2）

溴（Br2）

碘（I2）

颜色

黄绿色

深红棕色

紫黑色

状态

气体

液体

固体

溶解性

能溶于水，易溶于有机溶剂

溴和碘在水中的溶解度很小，但易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂

溶液颜色

水中黄绿色，CCl4中黄绿色

水中黄→橙，

CCl4中橙→橙红

水中棕→褐，

CCl4中紫→紫红

2.Cl2、Br2、I2的氧化性比较

（1）NaBr溶液

溶液由无色变为橙色

溶液分层，下层液体呈橙红色。

化学方程式为2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2。

结论：

氧化性：

Cl2＞Br2。

（2）KI溶液

溶液由无色变为褐色

溶液分层，下层液体呈紫红色。

化学方程式为2KI＋Cl2===2KCl＋I2。

结论：

氧化性：

Cl2＞I2。

（3）KI溶液

溶液由无色变为褐色

溶液分层，下层液体呈紫红色。

化学方程式为2KI＋Br2===2KBr＋I2。

结论：

氧化性：

Br2＞I2。

3．将下列各实验中的现象填入下表：

实验现象

滴入几滴AgNO3溶液

加入少量稀硝酸

①NaCl溶液

有白色沉淀生成

沉淀不溶解

②NaBr溶液

有淡黄色沉淀生成

沉淀不溶解

③NaI溶液

有黄色沉淀生成

沉淀不溶解

（1）请写出实验中的化学方程式：

①NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3；

②NaBr＋AgNO3===AgBr↓＋NaNO3；

③NaI＋AgNO3===AgI↓＋NaNO3。

（2）卤化银（AgCl、AgBr、AgI）沉淀的颜色不同，可用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验卤素离子。

1．Cl2、Br2、I2的性质比较

卤素单质（Cl2、Br2、I2）的氧化性由强到弱的顺序是Cl2＞Br2＞I2；卤素离子（Cl－、Br－、I－）的还原性由强到弱的顺序是I－＞Br－＞Cl－。

2．卤素离子X－（Cl－、Br－、I－）的检验

（1）AgNO3溶液—稀HNO3法

（2）氯水—CCl4法

（3）氯水—淀粉法

溶液变蓝色…I－

1．甲、乙、丙三种溶液中各含有一种X－（X－为Cl－、Br－或I－），往甲中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色，再往此溶液中加入丙溶液，颜色无明显变化。

则甲、乙、丙依次含有（　　）

A．Br－、I－、Cl－B．Br－、Cl－、I－

C．I－、Br－、Cl－D．Cl－、I－、Br－

答案　A

解析　由题目给定条件“往甲中加入淀粉溶液和氯水，则溶液变为橙色”知：

甲溶液中只有Br－，且加入氯水后，生成Br2使溶液显橙色。

显然，若把此溶液加到含I－的溶液中，将会因生成碘单质而使溶液变蓝色（因为第一步往溶液中加了淀粉溶液）。

再往此溶液中加入丙溶液，颜色没有明显变化，说明丙中无I－。

2．鉴别Cl－、Br－、I－三种离子，宜选用的试剂组是（　　）

①溴水和淀粉溶液②AgNO3溶液和稀硝酸

③氯水和CCl4④氯水和KI淀粉溶液

A．①②B．②③

C．①③D．③④

答案　B

解析　区别这三种离子可用AgNO3/HNO3法和氯水/CCl4法。

二、从海水或海产品中提取溴和碘

1．在海水中溴以溴化镁和溴化钠的形式存在。

经过晒盐后的卤水中，溴的含量提高了100倍左右。

只要把卤水加入反应塔中，通过氯气和水蒸气蒸馏，就可以把“溴”蒸出来。

也可以借助煤油从海水中提取溴，煤油用过之后，还可以回收。

（1）从海水中提取溴，一般要经过浓缩、氧化和提取三个步骤。

其流程为

（2）卤水中通入Cl2时发生反应的化学方程式为2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2。

（3）通过水蒸气就可把溴蒸出来的原因是溴单质易挥发。

（4）借助煤油从海水中提取溴是利用了溴易溶于有机溶剂的性质。

2．海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，燃烧的灰烬中碘元素以I－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____________；写出实验②中有关反应的化学方程式（设含I－的溶液为NaI溶液）：

______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是______（填字母）。

A．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I－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____________________。

答案　

（1）过滤　萃取分液　2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2

（2）B　（3）分液漏斗、漏斗

1．海水提溴

2．海产品提碘

干海带→灼烧

浸泡液

滤液

氧化

粗碘

碘单质

3．某同学为了验证海带中含有碘，拟进行如下实验，请回答下列问题。

（1）第1步：

灼烧。

操作是将足量海带灼烧成灰烬，该过程中将使用到的瓷质或玻璃质实验仪器有__________________________（填字母，限填3项）。

A．试管　　B．瓷坩埚　　C．坩埚钳　　D．铁三脚架

E．泥三角F．酒精灯G．烧杯H．量筒

（2）第2步：

I－溶液的获取。

操作是________________________________________________。

（3）第3步：

氧化。

操作是依次加入合适的试剂，下列氧化剂最好选用________（填字母）。

A．浓硫酸B．新制氯水

C．KMnO4溶液D．H2O2

理由是________________________________________________________________________。

（4）碘单质的检验。

操作是__________________________________________________。

答案　

（1）BEF　

（2）将灰烬转移到烧杯中，加适量蒸馏水，用玻璃棒充分搅拌，煮沸，过滤

（3）D　过氧化氢是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染（不会进一步氧化单质碘）

（4）取少量第3步后的溶液，滴加淀粉溶液，如果溶液显蓝色，则证明海带中含碘

解析　

（1）灼烧操作需用到的仪器有酒精灯、瓷坩埚、铁三脚架、泥三角、坩埚钳等，其中瓷质和玻璃质实验仪器是酒精灯、瓷坩埚和泥三角。

（2）应用适量蒸馏水溶解，充分搅拌，再过滤即可。

（3）主要从氧化过程中不引进杂质、不产生污染，以及不能氧化碘等角度考虑，如新制氯水虽然能氧化I－，但只能适量，过量的氯水会继续氧化单质碘。

1．氯、溴、碘的性质比较

氧化性：

Cl2＞Br2＞I2

还原性：

I－＞Br－＞Cl－

2．溴、碘的提取

（1）海水

母液

溴水

Br2

粗溴

纯溴。

（2）干海带

海带灰

浸泡液

滤液

碘的四氯化碳溶液

碘。

1．下列说法正确的是（　　）

A．碘易升华，可保存在酒精中

B．液溴应保存在棕色磨口玻璃塞的试剂瓶中，并加少量水进行水封

C．新制的氯水长期保存在无色玻璃瓶中

D．用酒精可以从碘水中萃取碘

答案　B

解析　碘易溶于酒精，所以不能保存在酒精中；新制氯水应保存在棕色瓶内，且不能长期保存；酒精易溶于水，不能从碘水中萃取出碘。

2．向某无色溶液中通入一定量的氯气后，溶液变成橙黄色，再向溶液中滴加一定量的四氯化碳溶液后，充分振荡，溶液分层，下层呈橙红色，则原溶液中一定含有的离子为（　　）

A．Cl－B．Br－C．I－D．Fe2＋

答案　B

解析　此题是对Cl2的强氧化性和Br2、I2的物理性质的综合性考查。

解题过程中一定要明确四氯化碳溶液的作用和Br2、I2在四氯化碳溶液中的不同颜色，防止因混淆而错解。

值得注意的是，Fe3＋的水溶液也为黄色，但Fe3＋不溶于四氯化碳溶液，且Fe2＋的水溶液为浅绿色。

3．海带中含有丰富的碘，有人设计如下步骤：

①将海带灼烧成灰，在灰中加水搅拌；②加四氯化碳充分振荡静置；③通入氯气；④过滤；⑤用分液法分离液体混合物。

合理操作的先后顺序是（　　）

A．①②③④⑤B．①④②③⑤

C．①②④③⑤D．①④③②⑤

答案　D

解析　海带灼烧成灰后，有不溶性的物质，需经过滤，过滤之后，需通入适量氯气将I－氧化为I2，再萃取分液。

4．将适量的Cl2通入溴化钠溶液中，等反应停止后，实验室从该溶液中提取溴通常所需的主要仪器和方法是（　　）

A．蒸发皿：

蒸发后灼烧

B．烧杯：

冷却、结晶、过滤

C．分液漏斗：

分液

D．分液漏斗：

加萃取剂，振荡静置分层后分液

答案　D

解析　反应停止后，溶液中存在Br2、NaCl等溶质，需采用合适的有机溶剂（如苯、CCl4等）来萃取Br2，采用分液操作来完成溴的提取。

5．海藻中含有丰富的碘元素。

下面是实验室从海藻里提取碘的流程的一部分。

下列判断正确的是（　　）

A．步骤④的操作是过滤

B．可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全

C．步骤①③的操作分别是过滤、萃取

D．步骤③中加入的有机溶剂可以是酒精或CCl4

答案　C

解析　A项，碘易溶于有机溶剂，所以不能用过滤的方法提取碘，应该用蒸馏的方法提取碘；B项，淀粉遇I2变蓝，遇I－不变色，因此不能用淀粉检验I－；C项，分离固体和液体混合物的方法为过滤，从水溶液中提取碘一般用萃取的方法，步骤①③的操作分别是过滤、萃取，正确；D项，萃取剂和原溶剂不能互溶，而酒精能与水互溶，故酒精不能作此步骤中的萃取剂。

6．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、__________、__________或H2、__________。

（2）步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，可制得HBr和硫酸，该反应中，氧化剂是____________（填化学式，下同），氧化产物是____________。

（3）写出步骤Ⅲ反应的化学方程式__________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）Cl2　NaOH　NaClO　

（2）Br2　H2SO4

（3）Cl2＋2HBr===2HCl＋Br2

[基础过关]

题组一　卤素单质的性质

1．在盛有溴水的三支试管中分别加入苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置，出现如图所示现象。

正确的结论是（　　）

A．①加入的是四氯化碳，②加入的是苯，③加入的是酒精

B．①加入的是酒精，②加入的是四氯化碳，③加入的是苯

C．①加入的是苯，②加入的是四氯化碳，③加入的是酒精

D．①加入的是苯，②加入的是酒精，③加入的是四氯化碳

答案　C

解析　四氯化碳的密度比水大，苯的密度比水小，酒精与水以任意比互溶。

据此可判断①加入的是苯，②加入的是四氯化碳，③加入的是酒精。

2．欲将食盐固体与碘的混合物分开，最好的方法是（　　）

A．溶解、过滤

B．溶解、过滤、蒸发

C．溶液、加AgNO3溶液、过滤

D．加热使碘升华

答案　D

3．关于某无色溶液中所含离子的鉴别，下列判断正确的是（　　）

A．加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，加盐酸沉淀不消失，则原溶液中有Cl－存在

B．加入Ba（NO3）2溶液，生成白色沉淀，加盐酸沉淀不消失，则原溶液中有SO

存在

C．先通入Cl2，溶液变成棕黄色，再滴入淀粉溶液后，溶液又变蓝，则原溶液中有I－存在

D．加入盐酸，生成了能使澄清石灰水变浑浊的气体，则原溶液中有CO

存在

答案　C

解析　A中不能判断原溶液中是否有Cl－存在，因为加入的盐酸本身会引入Cl－；B中若存在SO

也会有此现象；D中可能存在HCO

、SO

、HSO

离子。

4．向含有KBr、NaI的混合溶液中通入过量的Cl2充分反应后，将溶液蒸干并进行灼烧，最后所得的固体物质是（　　）

A．NaCl和KClB．KCl和NaBr

C．NaCl和KID．NaCl、KCl和I2

答案　A

解析　通入过量的氯气先后发生反应：

Cl2＋2NaI===2NaCl＋I2，Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2；蒸干并灼烧后，单质溴和碘均逸出，所得固体为NaCl和KCl。

5．某溶液中阳离子只含K＋，其中Cl－、Br－、I－的个数比为1∶2∶3，欲使这些离子个数比变为3∶2∶1，需要通入的氯气分子与原溶液中I－的个数比应为（　　）

A．1∶2B．2∶1

C．1∶3D．3∶1

答案　C

解析　将比例看成具体数字，即3种微粒分别是1mol、2mol、3mol，反应后Br－的物质的量不变，又剩余1molI－，说明氯气只和I－发生了反应，且只反应掉2molI－，化学方程式是Cl2＋2KI===2KCl＋I2，每反应掉2molI－时，消耗1molCl2。

6．已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。

玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位颜色描述正确的是（　　）

选项

①

②

③

④

A

黄绿色

橙色

蓝色

白色

B

无色

橙色

紫色

白色

C

黄绿色

橙色

蓝色

无色

D

黄绿色

无色

紫色

白色

答案　A

解析　Cl2是黄绿色气体，故①处呈黄绿色；

②处反应：

Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，溴水呈橙色；

③处反应：

Cl2＋2KI===2KCl＋I2，淀粉遇I2变蓝色；

④处反应：

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，棉球仍呈白色。

7．已知Br2跟NaOH溶液的反应类似于Cl2跟NaOH溶液的反应。

用溴水作试剂可以将下列各组中的溶液鉴别出来的是（　　）

①水、汽油、酒精　②AgNO3、NaOH、KI　③NaCl、NaBr、NaI　④汽油、酒精、NaOH

A．①②B．②③

C．①③D．②④

答案　D

解析　汽油能萃取溴水中的溴，出现分层现象，且上层呈橙色，下层几乎无色；酒精与水互溶，不能萃取溴水中的溴，得到的溶液显橙黄色。

NaOH与Br2反应使溶液为无色；在①④两组中，①组不能区别水和酒精，④组能用溴水区别。

②组三种溶液均能与溴水反应，且出现三种不同的现象，即浅黄色沉淀、溴水褪色、溶液显褐色，故②组能区别。

③组前两种与溴水均不反应，现象相同，故不能区别。

题组二　溴、碘的提取

8．从海水中可以提取溴，但得到的液溴中常常溶有少量氯气，除去氯气应该采用的方法是（　　）

A．加入适量的Na2CO3溶液

B．通入溴蒸气

C．加入适量的NaOH溶液

D．加入适量的NaBr溶液

答案　D

解析　Na2CO3溶液和NaOH溶液都能与溴反应，不能用于除杂。

9．从海带中提取碘的实验过程中涉及下列操作，其中正确的是（　　）

答案　D

解析　海带灼烧成灰应在坩埚中进行；过滤时应用玻璃棒引流；碘的苯溶液在分液漏斗中位于上层，应待下层液体放出后从上口倒出；分离碘并回收苯应用蒸馏的方法，用水浴加热能控制温度不至于太高而防止碘的升华。

10．从海带中提取碘单质，成熟的工艺流程如下：

干海带

海带灰

悬浊液

滤液

碘水

I2的CCl4溶液

I2

下列关于海带制碘的说法中不正确的是（　　）

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．碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液，该操作为“萃取”

答案　A

解析　A项错误，实验室是在坩埚中灼烧干海带；B项正确，碘元素化合价升高，发生氧化反应；C项正确，碘水中有碘单质，能使淀粉显特殊的蓝色；D项正确，这是一个富集提取的过程，化学上称为萃取。

[能力提升]

11．某学生往一支试管里按一定次序分别加入下列几种物质：

A.KI溶液，B.淀粉溶液，C.NaOH溶液，D.氯水。

发现溶液颜色按下面次序变化：

①无色→②棕黄色→③蓝色→④无色。

依据溶液颜色的变化回答下列问题：

（1）加入以上药品的顺序是_________________________________________________（填字母）。

（2）写出①→②反应的化学方程式，若为氧化还原反应，请用双线桥法标明电子转移的方向和数目：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）写出③→④反应的化学方程式：

___________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）A、D、B、C　

（2）

（3）I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O

解析　溶液显棕黄色，说明溶液中有I2生成，氯水和KI溶液反应生成I2，而氯水显浅黄绿色，故①为KI溶液，②为氯水；溶液显蓝色是由于淀粉遇I2形成的，故③为淀粉溶液；又由于I2＋2NaOH===NaI＋NaIO＋H2O，I2逐渐消失，蓝色将逐渐褪为无色，故④为NaOH溶液。

12．溴的氧化性介于氯和碘之间，利用这一性质解决下面的问题。

（1）你认为：

将含有下列分子或离子的试剂加入到含有Br－的溶液中，可以将Br－氧化为Br2的是________（填字母）。

A．I2B．I－C．Cl2D．Cl－

（2）如果把氯气缓慢地通入含有相同物质的量浓度的Br－、I－的混合溶液中，________先被氧化，原因是________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）把滤纸用淀粉和碘化钾的混合溶液浸泡，晾干后就是实验室常用的淀粉KI试纸。

这种试纸润湿后遇到少量氯气发生的变化是_____________________________________________，

原因是________________________________________________________________________。

答案　

（1）C　

（2）I－　还原性I－>Br－　（3）变蓝色　Cl2将I－氧化成了I2，I2使淀粉变蓝色

解析　

（1）因为氧化性Cl2>Br2，所以Cl2可以氧化Br－。

（2）因为氧化性Cl2>Br2>I2，所以还原性：

Cl－

（3）湿润的淀粉KI试纸遇到Cl2发生下列反应：

2KI＋Cl2===2KCl＋I2，I2使淀粉变蓝。

13．某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：

Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性。

他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：

请你参与分析讨论：

（1）图中仪器B的名称为________。

（2）整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因为________________________________________________________________________。

（3）实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：

________________________________________________________________________。

（4）C中液体产物颜色为________，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是_________________________________________。

（5）D装置的作用是_______________________________________________________。

答案　

（1）冷凝管　

（2）Br2腐蚀橡胶　（3）控制温度计b的温度、并收集59℃时的馏分　（4）深红棕色　萃取、分液（或蒸馏）　（5）除去少量有毒性的溴蒸气，防止污染空气

解析　图中从工业溴中提纯溴的方法是蒸馏法，先将烧瓶在热水浴中加热到59℃，此时液溴变成溴蒸气，经过冷凝管冷却得到液溴。

因为溴有强腐蚀性，所以装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管；因为溴易挥发而且有毒性，所以D装置是尾气吸收装置，目的是除去少量有毒性的溴蒸气，防止污染空气。

向残留少量Cl2的液溴中加入NaBr溶液，发生反应：

Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，然后加入苯或四氯化碳等有机溶剂萃取、分液即可得到溴的有机溶剂溶液，然后用图中的装置再进行一次蒸馏，将溴和有机溶剂分离，这样得到的溴纯度更高。

14．海洋植物如海带和海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。

实验室里从海洋中提取碘的流程如下：

―→

某化学兴趣小组将上述流程②③设计成如下图所示操作。

回答下列问题：

（1）写出提取过程①③中实验操作的名称：

①________，③________。

（2）写出过程②中发生反应的化学方程式：

___________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）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________。

（4）从F中得到固态碘还需进行的操作是________。

（5）在灼烧过程中，使用到的实验仪器有（除泥三角外）________（填序号）。

①试管　②瓷坩埚　③坩埚钳　④蒸发皿　⑤酒精灯

答案　

（1）过滤　萃取

（2）Cl2＋2KI===2KCl＋I2　（3）无　大　紫红（或紫）　KCl　（4）蒸馏　（5）②③⑤

解析　

（1）从实验流程看①操作为过滤，③操作为萃取。

（3）CCl4萃取碘水中的碘后，上层液体为KCl溶液，注意不含Cl2和I2。

（4）对F中的两种液体进行分液，然后用蒸馏的方法得到I2。

（5）给固体物质加热灼烧时用到坩埚、坩埚钳和酒精灯。