從海帶中提取碘

1、第一節(jié)第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 碘碘是人體生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的微量元素之是人體生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的微量元素之一。人若攝入碘量不足，會(huì)引起甲狀腺腫大??；一。人若攝入碘量不足，會(huì)引起甲狀腺腫大??；兒童缺碘，則嚴(yán)重影響其智力發(fā)展，導(dǎo)致智商兒童缺碘，則嚴(yán)重影響其智力發(fā)展，導(dǎo)致智商低下，因此，人們將碘稱為智慧元素。低下，因此，人們將碘稱為智慧元素。 經(jīng)常吃些海帶、紫菜等海藻類植物，可以經(jīng)常吃些海帶、紫菜等海藻類植物，可以防治甲狀腺腫大，這是由于海帶中富含防治甲狀腺腫大，這是由于海帶中富含碘碘。 小知識(shí)小知識(shí)主要成分主要成分蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、纖維素、蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、纖

2、維素、褐藻膠、甘露醇、維生素、褐藻膠、甘露醇、維生素、有有機(jī)碘化物機(jī)碘化物等有機(jī)物。等有機(jī)物。氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、碘氯化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、碘化鈉等無機(jī)鹽?；c等無機(jī)鹽。次要成分次要成分海帶的成分海帶的成分資料資料設(shè)計(jì)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪康?、練習(xí)萃取、過濾的操作及有關(guān)原理。2、復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)的知識(shí)；學(xué)會(huì)氧化劑的選擇。3、培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)的思想。實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)原原理理 海帶中含有豐富的碘元素，其主要的存在形態(tài)為化合態(tài)。經(jīng)灼燒后，灰燼中的碘可以轉(zhuǎn)化為能溶于水的無機(jī)碘化物。碘離子具有較強(qiáng)的還原性，可被氧化劑氧化生成碘單質(zhì)。生成的碘單質(zhì)可用四氯化碳把它

3、從水溶液中萃取出來。如何從海帶中提取碘？如何從海帶中提取碘？制備物質(zhì)的一般過程（思路）制備物質(zhì)的一般過程（思路）目標(biāo)產(chǎn)品選擇原料確定反應(yīng)原理設(shè)計(jì)反應(yīng)路徑設(shè)計(jì)反應(yīng)裝置控制反應(yīng)條件分離提純產(chǎn)品干海帶干海帶灰灰 燼燼濁濁 液液濾濾 液液混合液混合液上上 層層下下 層層碘單質(zhì)碘單質(zhì)灼燒灼燒濾濾 渣渣一一.從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)方案從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)方案水浸水浸過濾過濾酸化酸化CClCCl4 4萃取萃取分液分液蒸餾蒸餾氧化氧化淀粉溶液淀粉溶液思考與討論思考與討論1：1、如何將海帶中的有機(jī)態(tài)碘轉(zhuǎn)化成、如何將海帶中的有機(jī)態(tài)碘轉(zhuǎn)化成 無機(jī)態(tài)碘？無機(jī)態(tài)碘？2、設(shè)計(jì)檢驗(yàn)海帶中含碘元素的實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)檢驗(yàn)海帶中含碘元素

4、的實(shí)驗(yàn) 方案。方案。 思考思考1:1、如何檢驗(yàn)海帶中含、如何檢驗(yàn)海帶中含有有碘碘元素？元素？燒荒 設(shè)疑自探設(shè)疑自探1、過濾操作2、加試劑檢驗(yàn)碘離子適量氧化劑和適量氧化劑和2 23 3滴淀粉溶液滴淀粉溶液注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1 1、鐵圈高度無需調(diào)整。鐵圈高度無需調(diào)整。 2 2、用膠頭滴管吸取過濾液，并用膠頭滴管吸取過濾液，并 保留剩余過濾液。保留剩余過濾液。3 3、氧化劑：雙氧水氧化劑：雙氧水注：一貼、兩低、三靠【實(shí)驗(yàn)一】檢驗(yàn)海帶中是否含碘？注：試劑用量、邊加邊振蕩取約1滴管過濾液 設(shè)疑自探設(shè)疑自探1 1、適用范圍、適用范圍 ： 一貼一貼 固體（不溶）固體（不溶） 液體分離液體分離如如除去粗鹽中

5、的泥沙。除去粗鹽中的泥沙。過濾過濾操作要點(diǎn)：操作要點(diǎn)：二低二低三靠三靠2、注意事項(xiàng)、注意事項(xiàng) 設(shè)疑自探設(shè)疑自探二二. 海帶中碘的提取實(shí)驗(yàn)海帶中碘的提取實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)原理(氧化還原反應(yīng)原理氧化還原反應(yīng)原理)2I- + 2H+ + H2O2 = I2 + 2H2O2I- + Cl2 = I2 + 2Cl-2 2、實(shí)驗(yàn)流程：、實(shí)驗(yàn)流程：稱取樣品稱取樣品灼燒灰化灼燒灰化溶解過濾溶解過濾氧化氧化檢驗(yàn)檢驗(yàn)萃取分液萃取分液 設(shè)疑自探設(shè)疑自探3 3、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)：、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)：（1）稱取樣品）稱取樣品操作要點(diǎn)：用托盤天平稱取操作要點(diǎn)：用托盤天平稱取約約2.0g干燥的海帶，干燥的海帶， 放

6、入放入坩堝坩堝中。中。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：托盤天平托盤天平的正確使用。的正確使用。（2）灼燒灰化）灼燒灰化操作要點(diǎn)：在通風(fēng)處加熱灼燒干海帶，待海帶完全操作要點(diǎn)：在通風(fēng)處加熱灼燒干海帶，待海帶完全 灰化后，冷卻，再將灰分轉(zhuǎn)移到小燒杯中?；一?，冷卻，再將灰分轉(zhuǎn)移到小燒杯中。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：灼燒灰化的過程大約需要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：灼燒灰化的過程大約需要5-6分鐘，干海分鐘，干海 帶逐漸變的更干燥、卷曲，最后變成帶逐漸變的更干燥、卷曲，最后變成黑黑 色粉末或細(xì)小顆粒色粉末或細(xì)小顆粒。期間還會(huì)產(chǎn)生。期間還會(huì)產(chǎn)生大量大量 白煙白煙，并伴有，并伴有焦糊味焦糊味。 設(shè)疑自探設(shè)疑自探實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：應(yīng)應(yīng)

7、在通風(fēng)處加熱灼燒在通風(fēng)處加熱灼燒，或使用通風(fēng)設(shè)備或使用通風(fēng)設(shè)備去除白煙和去除白煙和難聞的氣味。難聞的氣味。應(yīng)應(yīng)邊加熱邊攪拌邊加熱邊攪拌，用坩堝鉗夾持坩堝用坩堝鉗夾持坩堝，玻璃棒小玻璃棒小心攪拌心攪拌，使海帶均勻受熱，加快灰化的速度。，使海帶均勻受熱，加快灰化的速度。 灼燒完畢，應(yīng)將灼燒完畢，應(yīng)將坩堝和玻璃棒放在石棉網(wǎng)上冷卻坩堝和玻璃棒放在石棉網(wǎng)上冷卻，不可直接放在冷的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，防止溫度很高的坩堝不可直接放在冷的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，防止溫度很高的坩堝驟冷而破裂驟冷而破裂（3 3）溶解過濾）溶解過濾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 煮沸時(shí)固體未見明顯溶解，過濾后得到煮沸時(shí)固體未見明顯溶解，過濾后得到淡黃淡黃 色的清亮溶

8、液色的清亮溶液。操作要點(diǎn)：操作要點(diǎn)： 向小燒杯中加入約向小燒杯中加入約15ml15ml蒸餾水，煮沸蒸餾水，煮沸2-3min2-3min， 過濾，并用約過濾，并用約1ml1ml蒸餾水洗滌沉淀得濾液蒸餾水洗滌沉淀得濾液。 設(shè)疑自探設(shè)疑自探實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)：應(yīng)應(yīng)隔著石棉網(wǎng)加熱小燒杯隔著石棉網(wǎng)加熱小燒杯中的混合物。中的混合物。加熱過程中加熱過程中應(yīng)不斷攪拌應(yīng)不斷攪拌，加快溶解，同時(shí)防止液，加快溶解，同時(shí)防止液 體受熱不均而濺出。體受熱不均而濺出。 過濾操作應(yīng)過濾操作應(yīng)注意注意“一貼、二低、三靠一貼、二低、三靠” 。 （4 4）氧化及檢驗(yàn)）氧化及檢驗(yàn)操作要點(diǎn)：操作要點(diǎn)：在濾液中加入在濾液中加入2

9、吸管吸管2molL-1H2SO4溶液，再加入溶液，再加入4吸管吸管6%的的H2O2溶溶液。取出少許混合液，用淀粉溶液檢驗(yàn)碘單質(zhì)。液。取出少許混合液，用淀粉溶液檢驗(yàn)碘單質(zhì)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加入氧化劑后溶液顏色變深，呈加入氧化劑后溶液顏色變深，呈棕黃色棕黃色。加淀粉，溶液變。加淀粉，溶液變藍(lán)色藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)：控制試劑的用量?？刂圃噭┑挠昧俊z驗(yàn)碘元素應(yīng)取少量樣品，檢驗(yàn)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不要向所有濾液中直接加淀粉溶液，否則后續(xù)實(shí)驗(yàn)將無法操作。否則后續(xù)實(shí)驗(yàn)將無法操作。 設(shè)疑自探設(shè)疑自探1 1、灼燒的作用是什么？、灼燒的作用是什么？ G1/G2G1/G

10、2 解疑合探解疑合探將干海帶高溫灼燒，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為將干海帶高溫灼燒，使有機(jī)物轉(zhuǎn)化為COCO2 2和和H H2 2O O，呈氣態(tài)逸散。將有機(jī)碘轉(zhuǎn)化為無機(jī)碘。呈氣態(tài)逸散。將有機(jī)碘轉(zhuǎn)化為無機(jī)碘。坩堝、坩堝鉗、三角架、泥三角、酒精燈坩堝、坩堝鉗、三角架、泥三角、酒精燈2、灼燒海帶時(shí)用到哪些儀器？、灼燒海帶時(shí)用到哪些儀器？ G3/G7注意熱坩堝不能放在桌面上！注意熱坩堝不能放在桌面上！3 3、水浸時(shí)常常要將懸濁液煮沸、水浸時(shí)常常要將懸濁液煮沸23min23min，目的是什，目的是什么？么？ G4/G7G4/G7加快碘化物在水中的溶解，以使灰燼中的加快碘化物在水中的溶解，以使灰燼中的I I- -盡可能多

11、的進(jìn)入溶液。盡可能多的進(jìn)入溶液。 解疑合探解疑合探4 4、酸化作用是什么？、酸化作用是什么？ G5/G8海帶灰的浸出液中含有碳酸鈉（碳酸鉀）等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，有利于氧化劑把呈弱酸性，有利于氧化劑把I I- -氧化為氧化為I I2 2。 解疑合探解疑合探5 5、你認(rèn)為最好選用哪種氧化劑？、你認(rèn)為最好選用哪種氧化劑？問問3 3氧化氧化2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O 2I- + Cl2 = 2Cl- + I2 （利用鹵素單質(zhì)的性質(zhì)）利用鹵素單質(zhì)的性質(zhì)）注意：注意： 若

12、氯水過量，則若氯水過量，則ClCl2 2能進(jìn)一步將碘單質(zhì)氧化能進(jìn)一步將碘單質(zhì)氧化。 I- + 3Cl2+ 3H2O= 6Cl- + IO3-+6H+ 思考：思考：若用碘鹽中的若用碘鹽中的KIOKIO3 3作氧化劑作氧化劑, ,在酸性溶液中在酸性溶液中氧化氧化I I- -, ,寫出反應(yīng)的離子方程式寫出反應(yīng)的離子方程式. .5I- + IO3- + 6H+ = 3I2 + 3H2O 解疑合探解疑合探（5）萃取分液）萃取分液操作要點(diǎn)：操作要點(diǎn)： 將氧化檢驗(yàn)后的余液轉(zhuǎn)入分液漏斗中，加入將氧化檢驗(yàn)后的余液轉(zhuǎn)入分液漏斗中，加入2mlCCl4，充分，充分振蕩，將上口振蕩，將上口塞子打開，靜置，待完全分層后，

13、分液。塞子打開，靜置，待完全分層后，分液。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 加入加入CCl4振蕩后，液體分層，且下層液體顯振蕩后，液體分層，且下層液體顯紫紅色紫紅色，上層液，上層液體幾乎無色。體幾乎無色。 設(shè)疑自探設(shè)疑自探萃取、分液萃取、分液 1 1、適用范圍、適用范圍 萃取萃取溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的溶解度不同。溶劑中的溶解度不同。分液分液分離兩種互不相溶的液體分離兩種互不相溶的液體 （密度不同）（密度不同） 例如：從碘水中提取碘例如：從碘水中提取碘 2 2、主要操作步驟：、主要操作步驟： 檢漏檢漏、裝液、震蕩、靜置、分液裝液、震蕩、靜置、分液 設(shè)疑自探設(shè)疑自探3 3、注意事項(xiàng)注

14、意事項(xiàng) 萃取后再進(jìn)行分液操作萃取后再進(jìn)行分液操作萃取劑的要求：萃取劑的要求： 與原溶劑互不相溶；溶質(zhì)在其中的溶與原溶劑互不相溶；溶質(zhì)在其中的溶解度比在原溶劑中大的多；且易揮發(fā)。解度比在原溶劑中大的多；且易揮發(fā)。分液時(shí)打開上面的活塞，下層的液分液時(shí)打開上面的活塞，下層的液體從下口流出，上層液體從上面倒出。體從下口流出，上層液體從上面倒出。萃取分液后得到的仍是溶液，萃取分液后得到的仍是溶液， 一般需蒸餾進(jìn)一步分離。一般需蒸餾進(jìn)一步分離。 設(shè)疑自探設(shè)疑自探若要分離碘的若要分離碘的CClCCl4 4溶液，分別得到碘和溶液，分別得到碘和CClCCl4 4，應(yīng)采用什么方法？，應(yīng)采用什么方法？ G5/G6G

15、5/G6已知：四氯化碳的沸點(diǎn)：已知：四氯化碳的沸點(diǎn)：7777 碘單質(zhì)的沸點(diǎn)：碘單質(zhì)的沸點(diǎn)：184.35 184.35 質(zhì)疑再探質(zhì)疑再探將碘的四氯化碳溶液進(jìn)行蒸餾。將碘的四氯化碳溶液進(jìn)行蒸餾。【練習(xí)練習(xí)】海帶中含有豐富的碘。為了從海中提海帶中含有豐富的碘。為了從海中提取碘，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)取碘，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)：請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝赫?qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝汉：Ｔ逶遄茻茻：Ｔ逶寤一液Ｔ寤液Ｔ寤覒覞嵋簯覞嵋汉怆x含碘離子溶液子溶液含碘含碘水溶液水溶液含碘含碘苯溶液苯溶液浸泡浸泡 MnO2+ 稀稀H2SO4提取碘提取碘 單質(zhì)碘單質(zhì)碘 運(yùn)用拓展運(yùn)用拓展（1）步驟）步驟灼

16、燒海帶時(shí)，除需要三腳架外，還灼燒海帶時(shí)，除需要三腳架外，還需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器是需要用到的實(shí)驗(yàn)儀器是 ( ) （從下列儀器中選出所需的儀器，用標(biāo)號(hào)字母（從下列儀器中選出所需的儀器，用標(biāo)號(hào)字母填寫在空白處）。填寫在空白處）。A燒杯燒杯 B坩堝坩堝 C表面皿表面皿 D泥三角泥三角 E酒精燈酒精燈 F干燥器干燥器（2）步驟）步驟的實(shí)驗(yàn)操作名稱是的實(shí)驗(yàn)操作名稱是 ；步驟；步驟的目的是從含碘苯溶液中分離出單質(zhì)碘和回的目的是從含碘苯溶液中分離出單質(zhì)碘和回收苯，該步驟的實(shí)驗(yàn)操作名稱是收苯，該步驟的實(shí)驗(yàn)操作名稱是 。（3）步驟）步驟反應(yīng)的離子方程式反應(yīng)的離子方程式是是 。BDE過濾過濾蒸餾蒸餾2I-MnO24HMn2I22H2O（4）步驟）步驟中，某學(xué)生選擇