2022年高中化學(xué) 專題一 物質(zhì)的分離與提純 課題1 海帶中碘元素的分離及檢驗教學(xué)案 蘇教版選修6

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1、2022年高中化學(xué) 專題一 物質(zhì)的分離與提純 課題1 海帶中碘元素的分離及檢驗教學(xué)案 蘇教版選修6  【學(xué)考報告】 知識條目 加試要求 ①從海帶中分離和檢驗碘元素的原理及操作流程 ②萃取的原理及萃取方法的適用范圍 ③溶解、過濾、萃取、分液等基本操作的要點 ④物質(zhì)分離、提純的基本原則及應(yīng)用 b b b c 1.萃取原理 (1)萃?。菏抢梦镔|(zhì)在互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解能力不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來的方法。 (2)分液:萃取后往往需要用分液漏斗將這兩種不相溶的液體分開,這一操作稱為分液。 (3)碘的萃?。旱鈫钨|(zhì)易溶于CC

2、l4、苯等有機溶劑。用與水不相溶的有機溶劑可以把碘單質(zhì)從水溶液中萃取出來。例如,將四氯化碳與含有碘單質(zhì)的水溶液混合振蕩,碘單質(zhì)就會從水中富集到四氯化碳中。靜置分層后,上面水層的顏色變淺,下面四氯化碳層呈紫紅色。 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?請說明原因。選取萃取劑應(yīng)該考慮哪些條件? 提示 不能使用酒精萃取水中的碘,因為酒精與水互溶。選擇萃取劑應(yīng)考慮三個條件:①不與溶質(zhì)及原溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng);②與原溶劑互不相溶;③溶質(zhì)在萃取劑中溶解度遠大于它在原溶劑中的溶解度。 2.海帶中碘的提取原理 用化學(xué)方法提取、檢驗植物樣品中的某些元素時,通常將待檢驗的植物樣品高溫

3、灼燒,使其中的有機物分解。將海帶樣品灼燒,在灰燼中加入水浸取,過濾后可得到含有I-的濾液。濾液中還有多種可溶性無機鹽,可以用適量的雙氧水或氯氣等氧化劑將I-氧化為I2,再用萃取法將其提取出來。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O、2I-+Cl2===I2+2Cl-。 3.從海帶中提取碘的實驗步驟 (1)灼燒 取3 g干燥的海帶,剪成小塊,放入坩堝或蒸發(fā)皿中,把坩堝放在三腳架上的泥三角上。在通風(fēng)處加熱灼燒,待海帶灰化完全后,自然冷卻,再將灰分轉(zhuǎn)移至小燒杯中。 (2)浸取和過濾 向小燒杯中加入30 mL蒸餾水,煮沸2~3 min(加快碘化物在水中的溶解,以使

4、灰分中的I-盡可能多地進入溶液),過濾,得無色濾液。 (3)氧化 在濾液中加入1~2 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液(海帶灰的浸出液中含有碳酸鈉、碳酸鉀等使溶液顯堿性的物質(zhì),酸化的目的是使溶液呈弱酸性,有利于氧化劑把I-氧化為I2),再加入3~5 mL 6% H2O2溶液或1 mL新制氯水,溶液由無色變?yōu)樽攸S色。 (4)檢驗和萃取 取出少許混合液,用淀粉溶液檢驗碘,溶液應(yīng)變?yōu)樗{色。再向余液中加入2 mL CCl4,萃取其中的碘。 4.茶葉中某些元素的鑒定 茶葉中某些元素的鑒定流程圖 有關(guān)反應(yīng)為①Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+,②Ca2++C2O===CaC

5、2O4↓。 點撥一、海帶中碘元素的提取流程 1.灼燒干海帶 (1)灼燒干海帶的目的是去掉海帶中的有機物,便于用水溶液溶解海帶中的碘化物。海帶的灼燒要充分,否則會降低碘的提取率。 (2)灼燒海帶時用到的儀器有坩堝、坩堝鉗、三腳架、泥三角、酒精燈。 (3)注意事項:熱坩堝不能放在桌面上,應(yīng)將坩堝和玻璃棒放在石棉網(wǎng)上冷卻。 2.I-的分離及氧化 (1)將海帶灼燒后,在灰分中加入水浸取,過濾后可得到含有I-的濾液。濾液中還有多種可溶性無機鹽,直接將碘化物與這些無機鹽分離比較困難,可以用適量的Cl2、H2O2等氧化劑先將I-氧化為I2。 (2)過濾操作應(yīng)注意“一貼、二低、三靠”。

6、 3.I2的提純 可以利用碘升華的特性對其進行純化。將氧化后的含I2的水溶液小心慢慢地加熱蒸發(fā)至干,再繼續(xù)加熱使I2揮發(fā),用冷卻法收集I2,就達到了使I2純化的目的。 4.碘元素在整個實驗過程中的變化 海帶中的碘元素(I-)→海帶灰中的碘元素(I-)→濾液中的碘元素(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的檢驗 用淀粉溶液檢驗單質(zhì)碘的存在。 注意:檢驗碘元素應(yīng)取少量樣品,不要向所有濾液中直接加淀粉溶液,否則后續(xù)實驗將無法操作。 點撥二、萃取和分液 1.適用范圍 (1)萃?。悍蛛x液態(tài)物質(zhì)。 (2)分液:將互不相溶的兩種液體分開。

7、2.萃取 (1)原理:利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來的方法。 (2)萃取劑選擇的三個原則: ①不與溶質(zhì)及原溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng); ②與原溶劑互不相溶; ③溶質(zhì)在萃取劑中溶解度遠大于它在原溶劑中的溶解度。 3.分液 (1)概念:將兩種不相溶的液體分開的操作。 (2)主要儀器:分液漏斗。 ①檢查: a.檢查玻璃塞和旋塞芯是否與分液漏斗配套。 b.檢查玻璃塞和旋塞芯是否漏水。 ②使用: a.盛放液體不得超過分液漏斗的容量的。 b.盛有液體的分液漏斗豎直放在支架上。 ③操作方法:下層液體從下口流出,上層液體從上口

8、倒出。 4.萃取與分液的操作方法 (1)向溶液中加入萃取劑并轉(zhuǎn)移到分液漏斗中,塞上玻璃塞。 (2)用右手壓住分液漏斗的玻璃塞,左手握住旋塞,將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來用力振搖。 (3)幾次振搖并放氣后,將分液漏斗置于鐵架臺鐵圈上,靜置片刻。 (4)打開分液漏斗的玻璃塞或使塞上的凹槽或小孔對準(zhǔn)漏斗口上的小孔,使漏斗內(nèi)外空氣相通。 (5)打開旋塞,使下層液體慢慢流出,而上層液體從漏斗上口倒出。 [典例剖析] 海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在,實驗室里從海藻中提取碘的流程如下: (1)指出提取碘的過程中有關(guān)的實驗操作名稱: ①________,③_

9、_______。 寫出過程②中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式________________________。 (2)提取碘的過程中,可供選擇的有機試劑是(  ) A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油 (3)為使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機溶液,實驗室里有燒杯,玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品,尚缺少的玻璃儀器是________________________。 (4)從含碘的有機溶液中提取碘和回收有機溶劑,還需經(jīng)過蒸餾,指出上圖所示實驗裝置中的錯誤之處:①_________________;②____________

10、___________;③________________________。 (5)進行上述蒸餾操作時,使用水浴的原因是________________________,最后晶體碘在________里聚集。 解析 (2)選擇萃取劑的要求為:不溶于水,碘在萃取劑中的溶解度較大。 (2)缺少過濾用的漏斗和萃取分液時必需的分液漏斗。 答案 (1)①過濾?、圯腿 l2+2I-===I2+2Cl- (2)B (3)分液漏斗、漏斗 (4)①缺石棉網(wǎng)?、跍囟扔嫴宓搅艘后w中?、劾淠苓M出水的方向顛倒 (5)使蒸餾燒瓶受熱均勻,控制加熱溫度不過高 蒸餾燒瓶 [跟蹤訓(xùn)練] 1.海帶中含碘元素。從海

11、帶中提取碘有如下步驟:①通入適量Cl2?、趯⒑ё茻苫液蠹诱麴s水?dāng)嚢琛、奂覥Cl4振蕩?、苓^濾。合理的操作順序是(  ) A.①②③④ B.②①③④ C.①③②④ D.②④①③ 解析 從海帶中提取碘的步驟為灼燒、浸取和過濾、氧化、萃取。根據(jù)每個步驟的需要選擇試劑。 答案 D 2.用四氯化碳萃取碘的飽和水溶液中的碘,下列說法中不正確的是(  ) A.實驗使用的主要儀器是分液漏斗 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紅色 D.分液時,水從分液漏斗下口流出,碘的四氯化碳溶液從漏斗上口倒出 解析 因四氯化碳的密度比水的密度大,所以萃取后分層時上層為水層,下層為四氯化碳層,分液時,碘的四氯化碳溶液從下口流出,水從分液漏斗上口倒出。 答案 D 知識拓展 碘單質(zhì)的反萃取法 將實驗中萃取后的四氯化碳溶液收集起來后,向其中慢慢滴加40% NaOH溶液,邊滴加邊振蕩,直到四氯化碳層不顯紅色為止。 將混合液轉(zhuǎn)入分液漏斗中,靜置分液。向得到的水溶液中滴加45%硫酸溶液使其酸化,可重新生成碘單質(zhì)。由于碘單質(zhì)在水中的溶解度很小,可沉淀析出。 分離后,可以得到固態(tài)碘單質(zhì)。有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)為: 3I2+6OH-===IO+5I-+3H2O IO+5I-+6H+===3I2+3H2O

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