从海水中提取溴和碘.ppt

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1、2 开发海水中的卤素资源,氟、氯、溴、碘,一、卤族元素的原子结构（氟氯溴碘砹）,原子最外层电子数 核电荷数 电子层数 元素的化合价 原子半径 离子半径 元素(X)的非金属性 单质(X2)的氧化性 阴离子(X)的还原性,相似性,递变性,相似性,递变性,相似性 递变性,二、卤族单质(X2)的物理性质,二、卤族单质(X2)的物理性质,淡黄绿色 气体,黄绿色 气体,紫黑色 固体 易升华 （紫色蒸气）,深棕红色 液体 易挥发 （唯一） （红棕色蒸气）,刺 激 性 气 味 毒 性 渐 弱,加热分离物质的一种方法,如何分离NaCl固体和碘？,二、卤族单质(X2)的物理性质,浅 深,气 液 固,小 大,低 高

2、,低 高,（相似性和递变性）,二、卤族单质(X2)的物理性质,（相似性和递变性）,能溶于水（1:2） 新制氯水：Cl2+H2O HCl + HClO,淡黄绿色,微溶于水，100克水能溶解约3克溴 新制溴水：Br2+H2O HBr + HBrO,稀：黄色 浓：橙色,微溶于水，100g水可溶解约0.02g碘 碘几乎不和水反应,稀：黄色 浓：浅棕,2F2+ 2H2O 4HF + O2,无色,氯水、溴水、碘水都应存放在 棕色瓶 中，避光保存,液溴的保存,液溴易挥发，蒸气有毒 液溴微溶于水且密度比水大，所以实验室保存液溴时可用水封而减少液溴的挥发 液溴会腐蚀橡皮，所以试剂瓶不能用橡皮塞。 可用长滴管直接

3、伸入液溴层取用液溴。 液溴会严重灼伤皮肤，可用稀氨水、酒精、汽油等处理。,二、卤族单质(X2)的物理性质,通过对比实验可知I2在有机溶剂中的溶解度远大于在水中的溶解度,（相似性和递变性）,I2+水 I2+CCl4,二、卤族单质(X2)的物理性质,思考：如何利用溴水和CCl4来比较Br2单质在两种溶剂中的溶解度差异？ 取适量溴水于试管中，滴加少量 CCl4，充分震荡，静置片刻。 可观察到液体分两层， 上层溴水的黄色变浅（或褪去）； 下层液体为橙色或红棕色。,（相似性和递变性）,二、卤族单质(X2)的物理性质,思考：取适量碘水于试管中，滴加少量CCl4，充分震荡，静置片刻。会有什么现象? 可观察到

4、液体分两层， 上层碘水的黄色变浅（或褪去）； 下层液体为紫(红)色（CCl4层）。,（相似性和递变性）,思考：怎样鉴别溴水和碘水？,物理方法： 各取少量试样，分别向试样中滴加约1mLCCl4，振荡，静置，下层显紫色的原样品为碘水，下层显红棕色的原样品为溴水。 化学方法： 各取少量试样，分别向试样中滴加淀粉溶液，溶液显蓝色的为碘水，无变化的为溴水。,二、卤族单质(X2)的物理性质,（相似性和递变性）,不溶于水 密度大于水,橙色至红棕色,紫色,黄绿色,卤素单质易溶于有机溶剂,苯（汽油）,不溶于水 密度小于水,黄绿色,橙色至红棕色,紫红色,酒精,易溶于水,棕色（碘酊）,萃取分离物质的一种方法,【原理

5、】利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同的性质，用一种溶剂（CCl4、苯、汽油等）把溶质（X2）从它与另一种溶剂（水）组成的溶液里提取出来，这种方法叫萃取。 【注意】 （1）两种溶剂互不相溶 （2）萃取剂与溶质不反应 （3）溶质在萃取剂中的溶解度远大于原溶剂 （4）密度相差大，便于分层,分液分离物质的一种方法,分液分离物质的一种方法,仪器：分液漏斗、烧杯 操作：检漏装液振荡静置分液（打开上口玻璃塞） 取液： 下层液体：从下部放出 上层液体：待下方液体放完后，从漏斗上口倒出上层液体,三、卤素单质(X2)的化学性质,1. 与绝大多数金属反应 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 2Fe + 3Br2

6、2FeBr3 Fe + I2 FeI2 Zn + I2 ZnI2 + Q（放热，紫色蒸气）,点燃,H2O,三、卤素单质(X2)的化学性质,2. 与H2反应 H2(g) + F2(g) 2HF (g) + 542.2kJ（冷暗处爆炸） H2(g) + Cl2(g) 2HCl (g) + 92.3kJ H2(g) + Br2(g) 2HBr (g) + 36.4kJ H2(g) + I2(g) 2HI (g) 26.5kJ,点燃 或光照,500,不断加热,三、卤素单质(X2)的化学性质,2. 与H2反应（从F2 Cl2 Br2 I2） 反应条件： 生成等物质的量的HX，放出的热量： 反应程度： 气

7、态氢化物热稳定性： 单质氧化性：,由易难,由多少,剧烈缓慢可逆,HF HCl HBr HI,F2 Cl2 Br2 I2,三、卤素单质(X2)的化学性质,3. 与H2O反应 2F22H2O 4HFO2（很剧烈） Cl2 H2O HClHClO（能反应） Br2 H2O HBrHBrO（很弱） I2 H2O HIHIO（极弱）,反应越来越难,F2比O2活泼,三、卤素单质(X2)的化学性质,4. 与碱反应（歧化反应） Cl2 + 2NaOH NaCl + NaClO + H2O * 可用于制取NaClO，工业上、实验室里常用碱液吸收有毒Cl2 * 在75时，Cl2与NaOH溶液反应生成 NaCl 、

8、 NaClO3 和 H2O。 Br2 + 2NaOH NaBr + NaBrO + H2O（0） 3Br2 + 6NaOH 5NaBr + NaBrO3 +3H2O（室温） * 实验现象：溴水褪色 3I2+ 6OH 5I + IO3+ 3H2O（任何温度）,思考：,试写出Br 2与Na2CO3溶液反应的化学方程式 3Br2 + 3Na2CO3 5NaBr + NaBrO3 +3CO2 * 离子方程式： 3Br2 + 3CO32 5Br + BrO3+3CO2 * 实验现象：溴水褪色 * 应用：海水提溴的一个重要环节,三、卤族单质(X2)的化学性质, Cl2 + 2KI 2KCl + I2 Cl

9、2 + 2I 2Cl + I2 Cl2 + 2NaBr 2NaCl + Br2 Cl2 + 2Br 2Cl + Br2 Br2 + 2KI 2KBr + I2 Br2 + 2I 2Br + I2,5. 卤素间的置换反应,（氧化性：Cl2 Br2 I2）, ,思考：,你能否从原子结构的角度说明为什么氯气能将 碘单质从碘化钾溶液中置换出来？ F2能否将其它卤素从它们的盐溶液中置换出来？ 这是否说明F2的氧化性不如其它卤素单质强？,三、卤素单质(X2)的化学性质,6. 与其它还原性化合物反应 Br2 H2S 2HBrS （溴水褪色，生成黄色沉淀） Br2 SO2 2H2O 2HBrH2SO4 （溴水

10、褪色，溶液酸性增强） Br2 CO2 H2O ? （溴水不褪色）,卤素单质(X2)化学性质（相似性、递变性、特殊性）,氯溴碘,高价金属卤化物,非金属氯化物,氢卤酸、次卤酸,氢卤酸盐、次卤酸盐、水,低价金属碘化物 (FeI2),(FeCl3、FeBr3),2 开发海水中的卤素资源,氯、溴、碘,2.3 从海水中提取溴和碘,2.3 从海水中提取溴和碘,为什么要提取溴和碘？ 溴和碘的用途 为什么要从海水中提取溴和碘？ 溴和碘的存在 怎样从海水中提取溴和碘？ 溴和碘的性质 ,2.3 从海水中提取溴和碘,为什么要提取溴和碘？溴和碘单质的用途,溴是海洋元素，地球上99%的溴分布在海水中，陆地上溴的储量只占地

11、球上溴的总储量的1% 。,为什么要从海水中提取溴和碘？海水中的卤素,四、海水提溴,海水中溴的浓度比较低，怎么办？,四、海水提溴,我们需要的是游离态的单质溴，而海水中的溴是以什么形态存在的呢？我们怎么将这种形态的溴转变为单质溴呢？ 加入氧化剂，如：Cl2 + 2Br 2Cl + Br2 海水呈碱性，在通氯气前应对海水做怎样的处理？ 用硫酸酸化 如果直接通氯气会怎样呢？ 氯气会有损耗，原料利用率下降。,四、海水提溴,得到的单质溴仍然溶解在海水中，如何将溴从海水中提取出来呢? 热空气或热的水蒸气吹出 为什么要将溴蒸气的出口温度控制在7080？温度过高或过低会有什么影响？ 温度过低，不能让溴充分地挥发

12、，降低产率。 温度过高，大量的水蒸气也随溴一起挥发，产品 的纯度下降,热空气或水蒸气吹出,硫酸酸化 氯气氧化,四、海水提溴,海水,苦卤,提取粗盐,含Br2的海水,含Br2的空气,SO2吸收,吸收液,氯气氧化,Br2与水的混合物,热空气吹出,Br2蒸气,写出步骤的化学方程式。 Br2 SO2 2H2O 2HBrH2SO4,热空气或水蒸气吹出,硫酸酸化 氯气氧化,四、海水提溴,海水,苦卤,提取粗盐,含Br2的海水,含Br2的空气,SO2吸收,吸收液,氯气氧化,Br2与水的混合物,热空气吹出,Br2蒸气,为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”?,氯化后的海水

13、虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，耗时耗能，成本高。 “空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。,热空气或水蒸气吹出,硫酸酸化 氯气氧化,四、海水提溴,海水,苦卤,提取粗盐,含Br2的海水,含Br2的空气,SO2吸收,吸收液,氯气氧化,Br2与水的混合物,热空气吹出,Br2蒸气,步骤也可以用纯碱溶液吸收单质溴，步骤再以硫酸酸化，化合态的溴又转化为溴单质。写出相关反应的离子方程式。,3CO32 +3Br25Br +BrO3+3CO2 BrO3 +5Br+6H+ 3Br2+3H2O,热空气或水蒸气吹出,硫酸酸化 氯气氧化,四、海水提溴,海水,苦卤,提取粗盐,含Br

14、2的海水,含Br2的空气,SO2吸收,吸收液,氯气氧化,Br2与水的混合物,热空气吹出,Br2蒸气,冷凝 分离,液溴,粗溴水,溴微溶于水，步骤中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_，分离时液溴从分离器的_ 排出。,溴水,分液漏斗,下口,四、海水提溴,苦卤 pH7,酸,酸化,氧化剂,氧化,热空气,吹出,SO2,吸收,氧化剂,氧化,吹出,粗溴水,分液,液溴,浓缩氧化提取,为什么要从海水中提取溴和碘？海水中的卤素,2.3 从海水中提取溴和碘,五、海带提碘,五、 海带提碘,海带,五、 海带提碘,海带,过滤,萃取、分液,(减压)蒸馏,普通漏斗

15、、烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈）,氧化,Cl2+2I2Cl+I2（适量氯水）,晒干灼烧,坩埚、坩埚钳、泥三角、酒精灯、玻璃棒、三脚架,分液漏斗、烧杯、铁架台（带铁圈）,蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、酒精灯、石棉网、承接管、锥形瓶、烧杯、铁架台（铁圈、铁夹）,酒精,苯,CCl4,汽油,五、 海带提碘,海带,1. 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，指出左图实验装置中的错误之处。 2. 使用水浴的原因是什么？ 3. 最后晶态碘聚集在哪里？,海水提溴、海带提碘,海带,蒸馏,碘晶体,酸化 氧化,含I2溶液,萃取分液,含I2有机 溶液,热空气或水蒸气吹出,硫酸酸化 氯气氧化,海水,苦卤,提

16、取粗盐,含Br2的海水,含Br2的空气,SO2吸收,吸收液,氯气氧化,Br2与水的混合物,热空气吹出,Br2蒸气,冷凝 分液,液溴,粗溴水,有机溶剂,六、卤化氢(HX)的性质和制备,1. 物理性质 HX都是无色有刺激性气味的气体，极易溶于水（收集时要防倒吸），酸溶液都有挥发性。沸点：HF HI HBr HCl 2. 化学性质 热稳定性： HF HCl HBr HI 还原性：HF HCl HBr HI （HBr、HI不能用浓硫酸干燥） 水溶液酸性：HF （弱酸） HCl HBr HI（最强无氧酸） 3. HF特性： 4HF + SiO2 SiF4 + 2H2O （氢氟酸会腐蚀玻璃，应用塑料瓶存放

17、）,六、卤化氢(HX)的性质和制备,4. 制备方法（高沸点酸低沸点酸） HF：CaF2 + H2SO4(浓) CaSO4 + 2HF 氟化钙（萤石，不溶于水），在铅皿中进行制备。 HCl：NaCl(s) + H2SO4(浓) NaHSO4 + HCl 2NaCl(s) + H2SO4(浓) Na2SO4 + 2HCl HBr、HI：还原性强，易被浓H2SO4氧化成X2 NaBr(s) + H3PO4 (浓) NaH2PO4 + HBr KI + H3PO4 (浓) KH2PO4 + HI,微热,七、卤化银的性质,从 上 到 下 依 次 减 弱,七、卤化银的性质,从 上 到 下 感 光 性 依

18、次 增 强,紫外光,光,光,卤素与指纹提取,碘蒸气,AgNO3 溶液,八、卤离子的检验,CO32,Cl,Br,I,无明显现象,溶液变黄 液体分两层 下层红棕色,溶液变黄 液体分两层 下层紫色,无明显现象,无明显现象,溶液变蓝色,氯水 CCl4,氯水 淀粉溶液,AgNO3溶液 稀硝酸,白色沉淀 溶于稀硝酸,白色沉淀 不溶于硝酸,淡黄色沉淀 不溶于硝酸,黄色沉淀 不溶于硝酸,八、卤离子的检验,Cl,Br,I,Na2CO3,AgNO3溶液,白色 沉淀,HNO3,沉淀溶解 有无色气泡,2Ag+ + CO32- Ag2CO3 (白色） Ag2CO3 + 2H+ 2Ag+ + CO2 + H2O,CO32- 、SO32-、PO43-存在干扰，先HNO3酸化，再加AgNO3,Na3PO4 + 3AgNO3 Ag3PO4(黄色) + 3NaNO3 Ag3PO4 + 3HNO3 3AgNO3 + H3PO4,八、卤离子的检验,Cl,Br,I,(1) 课本P47/思考与讨论 (2) 自来水能直接用来养鱼吗? 为什么? 如不能，该如何处理? (3) 能否用自来水配制下列溶液: NaOH、KOH、KI、AgNO3、Na2CO3、NaBr等,九、卤素的重要化合物,十、卤素与药物、人体健康,十一、含氟化合物的应用,