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）
【备战2023年高考化学一轮复习考点微专题】微专题19 海水资源的综合利用(提取溴和碘)
微专题19 海水资源的综合利用（提取溴和碘）1．（2022·河南·三模）海带中既含有有机碘化合物又含有碘化钠等无机碘化合物。
某课题组探究了海带提碘的优化条件，并用色度计测定了某海带样品中碘的含量。
实验步骤：I.预处理：将干海带用刷子刷净，剪成1~2cm大小的方块，准确称量3g样品置于坩埚中。
II.灰化：在通风橱中用酒精灯加热坩埚中的干海带。
点燃酒精灯并不断搅拌，记录加热时间，停止加热，冷却坩埚。
III.过滤：将冷却后的海带灰转移到50mL小烧杯中，分两次加入共15mL蒸馏水，静置后过滤。
IV.氧化：向滤液中加入3mol·L-1H2SO4和H2O2溶液，充分反应后将滤液转移到分液漏斗中。
V.萃取：向分液漏斗中少量多次加入CCl4，振荡，静置。
待溶液完全分层后，取下层溶液。
VI.含量测定：用色度计测定出所得溶液中碘的含量。
VII.回收处理：蒸馏碘的CCl4溶液，回收CCl4。
回答下列问题：(1)上述实验过程，不需要用到下列仪器中的_______。
(2)步骤I中_______(填能或不能)用蒸馏水清洗样品，原因是_______。
(3)步骤II中停止加热后，移动坩埚应使用_______(填仪器名称)。
(4)步骤III过滤时，出现了烧杯中滤液溅出的现象，原因是________。
过滤后如果发三现滤液仍然浑浊，需进行的实验操作是_______。
(5)氧化过程中发生反应的离子方程式为_______。
(6)溶液浓度越大吸光度越大。
用色度计测得溶液的吸光度后，利用以溶液吸光度为纵坐标、碘浓度(μg·mL-1)为横坐标的标准曲线图，可以得出被测溶液浓度。
为了绘制标准曲线图，取0.01072g碘单质，用10mL容量瓶配成碘的CCl4溶液，取出0.01mL加入2.99mLCCl4中配得第一份碘的标准溶液。
用色度计测其吸光度，得到标准曲线的第一个坐标点，该坐标点的横坐标是_____(结果保留4位小数)μg·mL-1。
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?
沪科版高中化学-高一第一学期第二章 2.3从海水中提取溴和碘 课件 96张PPT
【解答】 A. 卤素单质Cl2、Br2、I2的颜色分别为黄绿色、红棕色、紫色，逐 渐加深，故A正确； B. 氯气常温下为气体，易液化，溴单质常温下为液体，易挥发， 碘单质为固体，熔点与沸点相接近，易升华，故B正确； C. 同主族元素从上到下原子、离子半径逐渐增大，则氯、溴、碘 的原子半径或离子半径随电子层数的增多而增大，故C正确； D. 同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，单质的氧化性 逐渐减弱，故D错误。 故选：D
* 氯水应密闭保存在棕色试剂瓶中
（2）溴(Br2)的物理性质 状态： 颜色： 气味： 毒性： 密度： 溶解性： 特性： 保存：
（2）溴(Br2)的物理性质 状态：液体（常温下） 颜色：深棕红色，蒸气为红棕色 气味：刺激性 毒性：有毒，会严重灼伤皮肤 密度：比水大 溶解性：微溶于水，易溶于有机溶剂 特性：微溶于水却易溶于有机溶剂；易挥发 保存：棕色瓶，用水液封
例6、氟是最活泼的非金属，能体现这个结论的是（ ） A. 氢氟酸是弱酸 B. 氢氟酸是剧毒 C. NaF是农药 D. 氟有XeF2、KrF2等化合物
【解答】 A. 非金属强弱与氢化物的酸性强弱无关，例如HI酸酸性强于HCl ，但是非极性Cl＞I，故A错误； B. 非金属强弱与氢化物是否有毒无关，故B错误； C. NaF是农药不能证明氟是最活泼的非金属，故C错误； D. 氟能够与稀有气体发生反应氧化还原反应得到电子生成XeF2、 KrF2等说明F2的氧化性非常强，元素非金属性越强，单质的氧化 性越强，故D正确； 故选：D
例2、卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2顺序，下列性质递变规律正确 的是（ ） A. 颜色由浅变深 B. 氧化性逐渐增强 C. 气态氢化物的稳定性逐渐增强 D. 密度依次减小
【解答】 A. F2、Cl2、Br2、I2颜色分别为：浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、 紫黑色，所以其颜色随着原子序数的增大而逐渐加深，故A正确 B. 元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，从氟到碘其元素 的非金属性逐渐减弱，则单质的氧化性逐渐减弱，故B错误； C. 元素的非金属性越强，其氢化物越稳定，从氟到碘其元素的非 金属性逐渐减弱，则其氢化物的稳定性逐渐减弱，故C错误； D. 卤素元素的相对原子之间随着原子序数的增大而增大，卤素单 质的密度与其相对分子质量成正比，所以卤素单质的密度随着原 子序数的增大而增大，故D错误； 故选：A
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）
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碘的物理性质：紫黑色固体，易 升华，在水中溶解性很小，易溶 于苯、四氯化碳等有机溶剂。
思考
• 1：首先确定碘元素在海带中存在的形式? （化合态或游离态） • 2：碘元素在海带中存在的形式如果以化合 态存在，如何把碘由化合态变为游离态并 分离出来？ • 3：为什么要灼烧海带，目的是什么？
思考
• 4：海带灰常用水浸泡，想一想主要是什么 离子留下了？ • 5：碘元素以碘离子的形式存在，先把这些 植物烧干，灼烧成灰（烧去有机物），再 用水浸泡；使其大部分的碘离子转入水中， 最后选用氧化剂将其氧化成单质碘。 • 6：分组设计从海带中提取碘的实验方案。
步骤： 浓缩氧化提取
原理：Cl2+2Br-- Br2 + 2Cl--
阅读：书P39
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。
提碘原料
• 碘是非金属元素。但是 , 碘 在海水中含量太低,仅有 0.06g/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。源自含碘元素 的溶液氧化剂
含碘单质 的溶液
CCl4
海带
灼烧
海带灰
溶解、过滤
残渣
碘的有机溶液
可选用的药品
• • • • 干海带灼烧成的海带灰 氧化剂：氯水、 双氧水、浓硫酸、高锰酸钾 萃取试剂：四氯化碳 试剂：KI淀粉试纸
操作步骤
• （1）灼烧：（略） • （2）溶解：将海带灰转移入小烧杯中，加 水至20mL，搅拌使其溶解。 • （3）过滤:用KI淀粉试纸检验滤液（请使 用玻璃棒蘸取）。 • （4）氧化：将滤液分至4支试管，分别加 入1滴管4种氧化剂，用KI淀粉试纸检验。 • （5）萃取：分别加入2滴管CCl4，观察现象。
海水中提取溴和碘
含溴化合物有广泛的用途
AgBr----黑白照片底片、相纸的感光材料 溴和汞的化合物----红药水 三溴片-----镇静剂 二溴乙烷----汽油抗震剂 溴青霉素酸－－青霉素 甲基溴－－ 杀虫剂 溴钨化合物－－ 溴钨灯
Br－的浓度（g /L）
海水
卤水(晒盐之后) 卤水（提取氯化钾后）
0.067
2.5--3 6
溴的物理性质：深棕红色液体， 沸点较低，在水中溶解性不大， 易溶于苯、四氯化碳等有机溶 剂。
常见氧化剂的价格
价格（万元/吨） Cl2 O2 KMnO4 K2Cr2O7(重铬酸钾) KClO3 H2O2 Na2O2（过氧化钠） 0.155 0.13 3.4 3.76 2.7 1.4 17
化学反应方程式：
1、2NaI +Cl2 I2+2NaCl
2、2NaI +2H2SO4（浓） I2+SO2+Na2SO4 +2H2O
3、2NaI+H2O2+H2SO4 I2 + Na2 SO4 +2H2O 4、10NaI+2KMnO4+8 H2SO4 5I2 + 2MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+8H2O