从海水中提取溴和碘
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从海水中提取溴和碘
优缺点
沉淀法提取碘具有操作简单、成本低廉的优点；但生成的碘化银沉淀 颗粒细小，难以过滤分离，且氯水溶解过程中可能产生有害气体。
萃取法
原理
利用碘在有机溶剂中的溶解度远大于在水中的溶解度，通 过萃取将碘从海水中提取出来。
步骤
向海水中加入有机溶剂（如四氯化碳），充分振荡混合； 静置分层后，分液得到有机相；将有机相中的碘通过蒸馏 或升华等方法分离出来。
3
海水提取溴和碘的可行性
由于溴和碘在海水中的含量较高，且存在形式相 对稳定，因此从海水中提取这两种元素是可行的。
02
溴和碘的性质及用途
溴的性质及用途
物理性质
溴是一种红棕色液体，具有刺激 性气味，易挥发。
化学性质
溴是一种强氧化剂，能与许多物 质发生反应。例如，与金属反应 生成相应的溴化物，与非金属反 应生成相应的卤化物。
讨论方向
探讨实验结果与理论预期之间的差异及可能原因，提出改进实验方法的建议， 以及进一步研究的展望。
07
总结与展望
本次项目成果回顾
01
提取溴和碘的方法 研究
通过对比不同提取方法，确定了 从海水中高效提取溴和碘的最佳 工艺条件。
02
溴和碘的纯化技术 研究
针对提取得到的溴和碘，研究了 有效的纯化技术，提高了产品的 纯度和收率。
采用清洁能源
在提取过程中尽量采用清洁能源，如太阳能、风能等，减少对化石 燃料的依赖，降低碳排放。
资源综合利用策略
海水淡化副产物利用
利用海水淡化过程中产生的浓盐水作为提取溴、碘的原料， 实现资源的综合利用。
提取副产物利用
提取溴、碘过程中产生的其他副产物，如氯化物、硫酸盐 等，可作为化工原料或用于其他领域，提高资源利用率。
沉淀法提取碘具有操作简单、成本低廉的优点；但生成的碘化银沉淀 颗粒细小，难以过滤分离，且氯水溶解过程中可能产生有害气体。
萃取法
原理
利用碘在有机溶剂中的溶解度远大于在水中的溶解度，通 过萃取将碘从海水中提取出来。
步骤
向海水中加入有机溶剂（如四氯化碳），充分振荡混合； 静置分层后，分液得到有机相；将有机相中的碘通过蒸馏 或升华等方法分离出来。
3
海水提取溴和碘的可行性
由于溴和碘在海水中的含量较高，且存在形式相 对稳定，因此从海水中提取这两种元素是可行的。
02
溴和碘的性质及用途
溴的性质及用途
物理性质
溴是一种红棕色液体，具有刺激 性气味，易挥发。
化学性质
溴是一种强氧化剂，能与许多物 质发生反应。例如，与金属反应 生成相应的溴化物，与非金属反 应生成相应的卤化物。
讨论方向
探讨实验结果与理论预期之间的差异及可能原因，提出改进实验方法的建议， 以及进一步研究的展望。
07
总结与展望
本次项目成果回顾
01
提取溴和碘的方法 研究
通过对比不同提取方法，确定了 从海水中高效提取溴和碘的最佳 工艺条件。
02
溴和碘的纯化技术 研究
针对提取得到的溴和碘，研究了 有效的纯化技术，提高了产品的 纯度和收率。
采用清洁能源
在提取过程中尽量采用清洁能源，如太阳能、风能等，减少对化石 燃料的依赖，降低碳排放。
资源综合利用策略
海水淡化副产物利用
利用海水淡化过程中产生的浓盐水作为提取溴、碘的原料， 实现资源的综合利用。
提取副产物利用
提取溴、碘过程中产生的其他副产物，如氯化物、硫酸盐 等，可作为化工原料或用于其他领域，提高资源利用率。
从海水中提取溴和碘
2.Br-的检验： 的检验：
取一定量的未知液，加入AgNO3溶液，有浅黄色沉淀产生， 溶液，有浅黄色沉淀产生， ⑴ 取一定量的未知液，加入 再加入稀硝酸，沉淀不消失，证明溶液中有Br 再加入稀硝酸，沉淀不消失，证明溶液中有 取一定量的未知液，加入CCl4振荡无现象，再加入氯水，充分 振荡无现象，再加入氯水， ⑵ 取一定量的未知液，加入 振荡静置， 层呈橙红色，证明溶液中有Br 振荡静置， CCl4层呈橙红色，证明溶液中有 -
卤素的特性：
HF的水溶液叫氢氟酸(弱酸）能刻蚀玻璃 Br2易挥发 I2易升华，遇淀粉显蓝色 遇淀粉显蓝色 Br2 、I2萃取
六、氯、溴、碘离子的检验
的检验： ⒈ Cl-的检验：
取一定量的未知液，加入 溶液，有白色沉淀产生， 取一定量的未知液，加入AgNO3溶液，有白色沉淀产生，再加 入稀硝酸，沉淀不消失，证明溶液中有Cl 入稀硝酸，沉淀不消失，证明溶液中有 -
研究非金属元素活泼性的方法： 研究非金属元素活泼性的方法：
相同条件下,能否与某物质反应
五、探究卤族元素性质变化的规律
4 卤族元素单质化学性质的相似性和递变性
——与碱反应 与碱反应
Cl2+2NaOH Br2+2NaOH I2+2NaOH
NaCl + NaClO +H2O NaBr + NaBrO +H2O NaI + NaIO +H2O
500
，较 ，
化合，HBr较 稳定 化合， 化合，HI 化合，
稳定
化
稳定
五、探究卤族元素性质变化的规律
4 卤族元素单质化学性质的相似性和递变性
——与水反应 与水反应
2F2+2H2O Cl2+H2O Br2+剧烈反应） 剧烈反应） HCl + HClO （程度较大） 程度较大） HBr + HBrO （反应较微弱） 反应较微弱） HI + HIO（反应很微弱，几乎不进行） I （反应很微弱，几乎不进行）
从海水中提取溴和碘
含I2的溶液
海带
灼烧
海带灰
溶解、过滤
CCl4萃取、分液
碘的有机溶液 残渣
蒸馏
Cl2 ＋ 2KI → I2 ＋ 2KCl
碘 I2
萃取——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。 注意： ①用于萃取的溶剂必须与溶剂不相溶。 ②用于萃取的溶剂必须与溶剂有较大的溶解度差 异。 ③萃取方法：用分液漏斗，反复振荡后，静置后， 下层从下口先放出，再从上口倒掉上层。 ④分离液体与液体用分液漏斗。
4.萃取 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。 5.蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物 的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离，叫 分馏。例如将石油蒸馏可以得到煤油、汽油、柴油 等等。
练习：
D
B
海水提溴3个步骤：浓缩
氧化
提取
3、海水提溴流程图
蒸发浓缩
通入Cl2氧化
鼓入热空气或水蒸气
精 制
鼓入热空气或水蒸气的目的？ 溴的沸点比水低，通入热空气或水蒸气可以使它和水 蒸气一起蒸发出来。冷凝后得到粗溴。
4、海水提溴步骤
1. 富集：蒸发浓缩，制取海盐所得苦卤中溴离子浓 度可达 6g/L。 2. 氧化：通入氯气，使溴离子氧化成单质。 Cl2 + 2Br -→ 2Cl- + Br2 3. 提取粗溴：向苦卤中吹入热空气，使溴挥发，冷 凝后即得粗溴。 4. 粗溴提纯：Br2 → Br -→ Br2； 通入SO2： Br2+SO2+2H2O → 2HBr+H2SO4 ； 再次用Cl2 氧化，热空气或水蒸气吹，即可制得 高纯溴： Cl2 + 2Br -→ 2Cl- + Br2
从海水中提取溴和碘
类型
混合物各组分性质 一种可溶, 一种可溶,另一种不溶
分离方法
实例
溶解,过滤, 溶解,过滤, 粗盐的提纯 蒸发结晶
固态混 各种物质均溶,但溶解度 溶解,加热, NaCl与KNO3 与 溶解,加热, 各种物质均溶, 合物 随温度变化的差别比较大 冷却结晶 的分离 一种物质有升华特性 气态混 各种气体与不同吸收剂 合物 的作用不同 液态混 溶质在互不相溶溶剂中 合物 的溶解度不同 加热升华 洗 气 碘与砂子的 分离 CO2与H2O的 的 分离 用CCl4提取 碘水中的碘
(一)氟(F) )
是所有非金属元素中,非金属性最强的元素. 是所有非金属元素中,非金属性最强的元素. 的元素 1.氟气的性质 氟气的性质 ①氟气的物理性质 淡黄绿色的气体,有刺激性气味,密度比空气重,剧毒. 淡黄绿色的气体,有刺激性气味,密度比空气重,剧毒. ② 氟气的化学性质 性质跟氯气相似,但比氯气更活泼,具有极强的氧化性. 性质跟氯气相似,但比氯气更活泼,具有极强的氧化性. Ⅰ,和氢气反应 暗处或低温下即可剧烈反应,放出大量热. H2 + F2 → 2HF ①暗处或低温下即可剧烈反应,放出大量热. ②在常温下不能共存. 在常温下不能共存.
I2
CCl4
水
溴水
溴的四氯 化碳溶液
水
碘水
碘的四氯 化碳溶液
(橙色)(红棕色) 橙色) 红棕色)
(棕色)(紫红色) 棕色) 紫红色)
萃 取 利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度不同的性质,用一种溶 利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度不同的性质, 剂把溶质从另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法. 剂把溶质从另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法. 萃取是一种常见的分离物质的物理方法, 萃取是一种常见的分离物质的物理方法,所用的仪器是分 液漏斗. 液漏斗. 思考: 思考: 氯化钠溶液中混有碘,如何除去碘? 氯化钠溶液中混有碘,如何除去碘? 氯化钠固体中混有碘,如何除去碘? 氯化钠固体中混有碘,如何除去碘?
海水提取溴碘
Br2+2HI==I2+2HBr
氧化剂 Br2 还原剂 KI 氧化产物 I 2 还原产物KBr 。 结论：氧化性Cl2 > Br2 > I2 ,还原性 Cl -<Br -<I -
判断：KBr溶液和碘水能反应吗？
溴、碘的提取
1.溴的提取 粗盐
海水 通Cl2 思考：为什么要鼓入热空气？ 溴易挥发，鼓入热空气使其全 部挥发出来，冷凝得到粗溴。 鼓入热空气
溴、碘的提取
溴：海洋总储量1×1014t，“海洋元素” 在海洋中主要存在形式：NaBr 碘：海洋总储量8×1010t 在海洋中主要存在形式：KI 思考：海洋中存在Br-、I-，该如何从海水 中提取溴单质（Br2）和碘单质(I2)？
Cl2
实验1： 在一支试管中加入2ml-3mlNaBr溶液， 滴加少量新制氯水
现 象： 溶液分层，上层无色，下层紫红色
有机溶剂，密度比水大
Cl2 KI CCl4
萃取 碘水
（棕黄ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ）
下层：碘的四氯化碳
溶液 （紫红色）
Cl2+2KBr==Br2+2KCl
氧化剂 Cl 2还原剂 KBr 氧化产物 Br2 还原产物 KCl ；
Cl2+2KI==I2+2KCl
氧化剂 Cl 2 还原剂 KI 氧化产物 I 2 还原产物KCl ；
现象： 溶液的颜色逐渐加深，最后变成 了橙黄色 补充： 再往该溶液滴加CCl4，振荡、静置
现象： 溶液分层，上层无色，下层橙色
化学方程式： Cl2 + 2NaBr = Br2 + 2NaCl
萃取
利用物质在互不相溶的溶剂中的溶解度的 不同， 将物质从一种溶剂转移到另一种溶 剂中的分离方法。
从海水中提取溴和碘
含碘 食品
相纸
杀虫剂
抗生素
碘钨灯
碘酒
• 为什么要从海水中提取溴和碘？——海水中 的卤素
溴是海洋元素，地球上99%的溴分布在海水中，陆地 上溴的储量只占地球上溴的总储量的1% 。
一、海水提溴
• 海水中溴的浓度比较低，怎么办？
海水 卤水(晒盐之后) 卤水（提取氯化钾后）
溴的含量（g /L）
0.067 2.5～3
Br2与水的 混合物
④SO2吸收 吸收液
⑤氯气氧化
海 晒干 带 灼烧
海 带 灰
浸 渍
悬 浊 液
过 滤
粗溴水 残渣
有机溶剂
含I- 氧化 含I2 萃取
溶液
溶液 分液
含I2 有机 溶液
蒸 馏
碘 晶 体
四、卤化银的性质
AgX 颜色
溶解性
AgF 白色
极易溶于水
从
上
AgCl 白色
难溶于水、稀酸
到 下
AgBr
淡黄 色
Cl－ Br－ I－
所用试剂
Cl－
Br－
I－
①AgNO3溶液 ②稀硝酸
①氯水 ②CCl4
白色沉淀 淡黄色沉淀 黄色沉淀 不溶于硝酸 不溶于硝酸 不溶于硝酸
无明显现象
溶液变黄 液体分两层 下层橙红色
溶液变黄 液体分两层 下层紫色
①氯水 ②淀粉溶液
无明显现象 无明显现象 溶液变蓝色
③ 氧化
Cl2+2I－→2Cl－+I2（适量氯水）
④ 萃取、分液 分液漏斗、烧杯、铁架台（带铁圈）
⑤ (减压)蒸馏
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）
2.3.1从海水中提取溴和碘
5.氟、溴、碘的特性
•氟 无正化合价和含氧酸 单质和水反应生成氧气 AgF可溶于水 HF是弱酸 HF能腐蚀玻璃，贮存在塑料瓶中
•溴 单质是深红棕色液体，有挥发性，易溶于有机溶剂； 贮存少量的溴用水液封，试剂瓶不能用橡皮塞。 •碘 单质碘遇淀粉变蓝色， 单质碘加热易升华，易溶于有机溶剂； 食用盐中加入KIO3治疗甲状腺肿大。
3.卤族元素的化学性质 相似性: (1)能与金属反应，生成卤化物
(2)能与氢气反应，生成卤化氢 (3)能与水反应 (4)能与碱溶液反应
递变性：
(1)与H2反应的能力递减F2＞Cl2＞Br2＞I2
结论1：稳定性 HF＞HCl＞HBr＞HI 水溶液酸性 HF＜HCl＜HBr＜HI
(2)与H2O的反应 Cl2+H2O→HCl+HClO 结论2：反应越来越难发生 2F2+2H2O→4HF+O2↑
I2
水
CCl4
碘水 （黄色）
下层：碘的四氯 化碳溶液（紫红色）
溴的萃取实验
Br2
水
Br2
水
汽油或苯
溴水 （橙色）
CCl4
溴水 （橙色）
溴的汽油溶液 （红棕色）
溴的四氯化碳溶液 （红棕色）
3.混合物的分离和提纯
方法
课本举例
适用的混合物
过滤 蒸发 蒸馏 萃取 分液
除去粗盐中的泥沙 用溶液中分离出不溶固体物质
（二）海水提溴（Br2）
海水中部分元素浓度图
20
18
16
氯
14
钠
12
镁
g/L 10 8 6
钾 溴 碘 钙
4Leabharlann 硫20讨 1.海水中溴的含量如何？ 浓度很小
《溴和碘的提取》 学历案
《溴和碘的提取》学历案一、学习目标1、了解溴和碘的物理性质。
2、理解从海水中提取溴和碘的原理和方法。
3、掌握溴和碘的化学性质。
4、培养实验探究能力和创新思维。
二、学习重难点1、重点（1）从海水中提取溴和碘的化学原理和工艺流程。
（2）溴和碘的化学性质。
2、难点（1）提取溴和碘的实验操作和工业流程。
（2）溴和碘的氧化性和还原性的比较。
三、知识回顾1、氯的性质（1）物理性质：氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，密度比空气大，能溶于水。
（2）化学性质：氯气具有强氧化性，能与许多金属和非金属反应。
2、氧化还原反应（1）概念：有电子转移（得失或偏移）的化学反应。
（2）特征：元素化合价的升降。
（3）实质：电子的转移。
四、新课导入在元素周期表中，溴和碘与氯处于同一主族。
它们在性质上有相似之处，也有各自的特点。
那么，如何从自然界中提取溴和碘呢？这就是我们本节课要探究的内容。
五、知识讲解（一）溴的提取1、溴的存在溴在自然界中主要以化合态的形式存在于海水和盐湖中。
2、提取原理（1）氯气氧化法向含溴离子的溶液中通入氯气，发生置换反应：2Br ＋ Cl 2 ＝ 2Cl ＋ Br 2 。
（2）空气吹出法将生成的溴单质用空气吹出，然后用二氧化硫水溶液吸收：Br 2 ＋SO 2 ＋ 2H 2 O ＝ 2HBr ＋ H 2 SO 4 ，再用氯气氧化：2HBr ＋ Cl 2 ＝2HCl ＋ Br 2 ，得到高纯度的溴单质。
3、工艺流程（1）海水浓缩：将海水蒸发浓缩，提高溴离子的浓度。
（2）氧化：向浓缩后的海水中通入氯气，将溴离子氧化为溴单质。
（3）吹出：用空气将生成的溴单质吹出。
（4）吸收：用二氧化硫水溶液吸收吹出的溴单质。
（5）再氧化：向吸收液中通入氯气，将溴离子重新氧化为溴单质。
（6）蒸馏：通过蒸馏得到纯净的溴单质。
（二）碘的提取1、碘的存在碘在自然界中主要以化合态的形式存在于海带等海产品中。
2、提取原理（1）灼烧法将海带等海产品灼烧，使其中的碘离子转化为碘单质。
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讨论并设计 如何从海带中提取碘？
1.如何将海带中的碘转移到水溶液中？这个过程需要 进行哪些操作？
2.海带中的碘是以什么形态存在的，能否直接分离？ 如何把碘由化合态变为游离态并分离出来，加入什 么物质可以实现这个转化？
3.如何检验碘单质的生成？ 4.水溶液中，如果碘以游离态存在，如何把碘单质从
水中分离出来？
海带
总结ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ纳
海带提碘的步骤
灼烧 海带灰
溶解 过滤
Cl2 + 2I - → 2Cl - + I2
滤液
氧化 加氯水
碘的水溶液 加四氯化碳
萃取 分液
碘的四氯化碳溶液
减压 碘单质
蒸馏
实验探究碘的溶解性
学生实验：
取三份等量的碘单质（少量）分装于3支试管中，再分别往3支 试管中加入3mL水、酒精、四氯化碳，振荡，观察现象。
水 酒精 CCl4
碘单质
浅棕色 棕色 紫色
实验探究 如何把碘单质从水中分离出来？
分别取3mL碘水于两支试管中，然后往两支试管中分别加入 1mL酒精、四氯化碳，振荡，观察现象。
第二章 开发海水中的卤素资源
2.3 从海水中提取溴和碘
一.溴和碘
1.物理性质
Br2
深红棕色的液体(常温下,唯一的液态非金属)
密度比水大 (常温下,唯一的液态金属:汞)
易挥发，有毒，具有强烈的腐蚀性，
滴在在皮水肤中上溶引解起度严不重大灼，伤易溶于乙醇、CCl4、苯等有
机溶剂。 ⑤保存：密封保存于棕色瓶，不用橡皮塞，
3. 得到的单质溴如何从海水中提取出来呢?
海水提溴的步骤
浓缩
氧化
海水 蒸发
卤水 通氯气
Br2
提取 鼓入水蒸气
粗溴
精制 高纯溴
碘的提取
碘在海水中含量太低,仅有60μg/L目前还不能 直接从海水中提取碘。海洋植物,如海带、马 尾藻等有吸附碘离子的特殊能力,它们能把海 水中的碘富集到是海水中的10万倍以上。所 以通常从海带或马尾藻中提取碘。
碘水 碘水
颜色 浅棕 浅棕
试剂
酒精
四氯化碳 （CCl4）
实验现象
不分层，浅棕色 溶液分层，下层溶液呈现 紫色
萃取
利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同的性 质，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的 溶液提取出来的方法，叫做萃取。
萃取是一种常见的分离物质的方法。
检漏 装液
振荡
静置
分液
问题:能否用酒精将溴从水中萃取出来? 不能。酒精与水互溶
同时加适量水（水封）
水封液溴会呈现三层颜色： 上层：红棕色（溴蒸气） 中层：橙色（溴水） 下层：红棕色（液溴）
溴蒸气
水封 液溴
碘（I2）
①紫黑色晶体 、有金属光泽 ②碘单质能使淀粉溶液变蓝色 —— 常用这个特性来 检验碘单质的存在。（特性一：显色反应，化学性质） ③易升华 —— 密封保存在棕色试剂瓶中（特性二）
(2)条件: 萃取剂与水不互溶 物质在两种溶剂中的溶解度不同 萃取剂不与被萃取的物质发生反应
溴的提取
地球上溴资源的分布情况
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球上溴的总储量的1% 。
阅读并思考
1. 海水中溴的浓度比较低，怎么办？
2. 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？我们应选择什么物质 作为氧化剂呢？ Cl2 + 2Br - → 2Cl - + Br2