实验2-3从海带中提取碘
实验2-3从海带中提取碘
1原岩应力基础知识2概述地应力场的分布规律地应力测量方法3概述次生应力诱发应力受工程扰动之后的天然应力受工程扰动之后的天然应力状态状态J.HudsonJ.Hudson应力重分布应力重分布原岩原岩应力初始应力地应力4地应力是各种岩石开挖工程变形和破坏的根本作用力是确定工程岩体力学属性进行围岩稳定性分析实现开挖设计和决策科学化的必要前提条件。
地应力状态对地震预报、区域地壳稳定性评价、油田油井的稳定性、核废料储存、岩爆、煤和瓦斯突出的研究以及地球动力学的研究等也具有重要意义。
一、概述研究地应力的重要性1工程稳定性分析的原始参数。
2确定开挖方案与支护设计的必要参数。
5一、概述地应力的成因1912年瑞士地质学家海姆A.Heim在大型越岭隧道施工过程中通过观测和分析首次提出了地应力概念并假定地应力是静水应力状态。
σh水平应力σv垂直应力γ上覆岩层重量H深度Hvh1926年苏联学者金尼克修正了地应力静水压力假设认为地壳中各点的垂直应力等于上覆岩层的重量而侧向应力水平应力是泊松效应的结果应乘以一个修正系数λ。
即HvHvh1其中λ为侧压系数1υ上覆岩层泊松比垂直应力为主侧压系数16在20世纪20年代我国地质学家李四光指出“在构造应力的作用仅影响地壳上层一定厚度的情况下水平应力分量的重要性远远超过垂直应力分量。
”1958年瑞典工程师哈斯特NHast 在斯堪的纳维亚半岛进行地应力测量工作时发现在地壳上部的最大主应力几乎处处是水平或接近水平的最大水平主应力一般为垂直应力的1—2倍以上在某些地表处测得的最大水平应力高达7MPa从根本上动摇了静水压力理论和以垂直应力为主的观点。
一、概述地应力的成因7后来的研究进一步表明重力作用和构造运动是引起地应力的主要原因其中尤以水平方向的构造运动对地应力的形成影响最大。
当前的地应力状态主要由最近的一次构造运动所控制但也与历史上的构造运动有关。
由于亿万年来地球经历了无数次大大小小的构造运动各次构造运动的应力场也经过多次的叠加、牵引和改造另外地应力场还受到其他多种因素的影响造成地应力状态的复杂性和多变性因而只有通过对某点进行地应力实测才能了解该地的地应力状态。
实验2-3从海带中提取碘
分液——分离两种互不相溶的液体 （密度不同）
例如：从碘水中提取碘
2、主要操作步骤： 检漏、装液、震荡、静置、分液
设疑自探
3、注意事项
设疑自探
①萃取后再进行分液操作
②萃取剂的要求：
与原溶剂互不相溶；溶质在其中的溶 解度比在原溶剂中大的多；且易挥发。
1、练习萃取、过滤的操作及有关原理。
2、复习氧化还原反应的知识；学会氧化剂的 选择。
3、培养学生的绿色化学的思想。
海带中含有丰富的碘元素，其主要的存 在形态为化合态。经灼烧后，灰烬中的碘可 以转化为能溶于水的无机碘化物。碘离子具 有较强的还原性，可被氧化剂氧化生成碘单 质。生成的碘单质可用四氯化碳把它从水溶 液中萃取出来。
制备物质的一般过程（思路）
确
目
选
定
标
择
反
产
原
应
品
料
原
理
设 计 反 应 路 径
设
控
分
计
制
离
反
反
提
应
应
纯
装
条
产
置
件
品
一.从海带中提取碘的实验方案
干海带
灼烧
水浸
灰烬
浊液
过滤
碘单质
上层
蒸馏 下层
滤液 滤渣
酸化
CCl4 萃取 分液
氧化 混合液
淀粉溶液
设疑自探
思考1: 1、如何检验海带中含
有碘元素？
思考与讨论1： 1、如何将海带中的有机态碘转化成
紫黑色晶体紫黑色晶体有金属光泽有金属光泽易升华易升华蒸气为紫红色刺激性蒸气在水中溶解度比溴还小易溶于乙醇在水中溶解度比溴还小易溶于乙醇cclccl44淀粉遇碘单质变淀粉遇碘单质变蓝蓝碘碘ii22可使用某些氧化剂如h有关反应的离子方程式为
人教版高中化学选修六第二单元2-3从海带中提取碘教学实验2-3 从海带中提取碘 学案
新课标人教版高中化学选修6 化学实验第二章物质的获取实验2-3 从海带中提取碘学历案【学习主题】从海带中提取出碘单质【课标要求】通过从海带中提取碘的实验操作，提升学生的实际动手能力，同时也让学生对氧化还原反应的应用有更深的认识，让学生体会获取物质的一般方法。
【学习课题】从海带中提取碘【学习目标】1、了解实验样品预处理在实验中的应用。
2、掌握灼烧、浸取、过滤、萃取、分液等基本实验操作。
3、体会在物质的提取、分离实验中试剂浓度、用量的控制方法及重要性。
4、通过从海带中提取碘的实验了解获取物质的一般方法。
【评价任务】1、完成课堂活动一、二，通过对教材的阅读，归纳总结本课题的实验原理及大概的实验步骤。
2、完成课堂活动三，提升动手能力，并实际体验从海带中获取碘的情感喜悦。
3、完成课堂活动四，通过反思实验操作中的细节，更深刻的认识获取物质的一般方法或如何设计实验方案。
【学习过程】资源与建议：1、本课内容出自普通高中课程标准实验教科书人教版选修6第二单元物质的获取实验2-3。
2、本课程中涉及的氧化还原反应、基本实验操作等都是学生已掌握的知识，要注重让学生自主阅读教材并归纳总结。
3、学生自己动手做实验，体会理论知识是如何运用到实验操作中的，进一步提升学生的兴趣。
4、实验过程中让学生体会获取物质的一般方法。
【课前预习案】学生快速浏览教材，明白本节课的学习内容，并思考如何完成实验。
【预习自测】阅读教材后小组内交流讨论本实验的实验原理、实验操作步骤。
我的疑问：在预习中未能明白的问题和疑惑勾画下来，与老师交流。
【课中学案】课堂活动一：细读教材，归纳总结实验原理写出实验中涉及的离子反应方程式（学法指导：引导学生从教材上正确归纳总结，并完成活动一。
）课堂活动二：完成下列实验步骤（学法指导：根据课堂活动二中设置的实验步骤，引导学生把教材的语言换成自己的语言，便于理解和书写，并在学生归纳时给予指导，让学生对整个实验操作有更清晰的认识，也让学生对实验方案设计有个初步的认识。
实验2-3从海带中提取碘
2、实验中用到40％的NaOH溶液、45％的H2SO4溶液，浓度明显大于 通常使用的稀溶液浓度，是否有必要？用稀溶液代替行不行？加入时 有什么操作细节需要注意？
有必要，如果用稀溶液，消耗的体积较大，导致反应完成后溶 液中I2的浓度偏小，不利于碘单质从水溶液中析出。所以不仅 浓度要大，而且操作时需要逐滴加入，充分振荡，以免过量。
海带中部分碘元素以有机碘化物形式存在于细胞组织中，不易转移 到水中，因此直接浸泡海带碘的提取率较低。
煮沸2-3分钟，一是加快I－溶解，二是使海带灰中I－尽可能全部溶解。
适量酒精
5g海带
润湿
有I-、K+、Na+、 SO42-、CO32-
20mL蒸馏水
2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
几滴3mol·L-1H2SO4 1.5mL3％H2O2
现象
解释及反应方程式
4．向滤液中滴入几滴 3mol.L-1的硫酸酸化，再加 入约1.5mL3%H2O2溶液，边 加边振荡。观察现象。
5．将氧化后的溶液转移入分 液漏斗，再加入2mL的CCl4 溶液。振荡、静置分层。收 集下层碘的CCl4 溶液。 6．将几位同学得到的碘的 CCl4 溶液合并，向其中逐滴 加入40%的NaOH溶液，边 加边振荡，直到CCl4 层由紫 红色变为无色为止。
CCl4、苯
实验2-3从海带中提取碘
1 海带中含碘元素,从海带中提取碘有如下步骤：①通入足量Cl2；②将海带焙烧成灰后加水搅拌；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液；⑤过滤。
合理的操作顺序是
A．①②③④⑤B．②⑤①③④
C．①③⑤②④D．②①③⑤④
2 实验室中，从海藻里提取碘的部分流程如下图。
下列说法中，不正确的是
A ．试剂a 可选用酸化的双氧水
B ．试剂b 可选用酒精
C ．步骤3的操作是过滤
D ．步骤4需用坩埚，步骤需用分液漏斗
3. 为了从海带浸取液中提取碘，某同学设计了如下实验方案：
下列说法正确的是
A ．①中反应的离子方程式：2 I − + H 2 O 2 ==== I 2 + 2 OH −
B ．②中分液时含I 2 的CCl 4 溶液从分液漏斗上口倒出
C ．③中得到的上层溶液中含有I −
D ．操作Z 的名称是加热
5．海带中含有丰富的碘元素，实验室从海带中提取碘的流程如图：
（1）将海带灼烧的目的是：
（2）指出有关实验的操作名称：
（3）在提取碘的过程中可供选择的萃取剂是
A．酒精B．四氯化碳C．碘化钾溶液D．氯化钠溶液．。
实验2-3从海带中提取碘
请思考
•水浸时常常要将悬浊液煮沸2~3min，目 的是什么？
增大碘化物在水中的溶解度，以使灰烬中的I尽可能多的进入溶液。
•如何除去海带灰中的难溶物？
用蒸馏水溶解海带灰后再过滤。
•溶解（过滤）时用到哪些仪器？ •加快溶解速率的方法有哪些？ •写出过滤的操作方法？
请思考
•酸化时加什么酸，它的作用是什么？ （为什么要加硫酸，能否加其它酸？）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 请思考
•若要分离碘的CCl4溶液，分别得到碘 和CCl4，应采用什么方法？
将碘的四氯化碳溶液进行蒸馏。
已知：四氯化碳的沸点：77℃ 碘单质的沸点：184.35 ℃
实验2-3 从海带中提取碘的实验方案
灼烧
水浸
干海带
灰烬
浊液
过滤
上层
蒸馏
碘单质
下层
滤液 滤渣
酸化
CCl4 萃取 分液
氧化 混合液
淀粉溶液
请思考
•灼烧的作用是什么？ （如何除去海带中的有机物？）
将干海带高温灼烧，使有机物转化为CO2和H2O， 呈气态逸散。 •灼烧海带时用到哪些仪器？ 坩埚、坩埚钳、三角架、泥三角、酒精灯
稀硫酸。 海带灰的浸出液中含有碳酸钠（碳酸钾）等使 溶液显碱性的物质，酸化的目的是使溶液呈中 性或弱酸性，有利于氧化剂I-把氧化为I2。
请思考
•氧化的作用是什么？ •哪些氧化剂可以将I-氧化为I2？ •你认为最好选用哪种氧化剂？为什么？ 氯水、溴水、硝酸、浓硫酸、酸性高锰酸钾、酸 性重铬酸钾、双氧水等 双氧水 双氧水在反应过程中不引进杂质、不产生污染。 •当选用浓硫酸氧化I-时，你认为应该如何进行实 验操作？ 应先将含有I-的溶液转入蒸发皿中加热浓缩，使 之成为浓溶液，然后加入适量浓硫酸并加热。
实验2-3 从海带中提取碘
乙
发生反应： 溶液分成两层 新制的饱和氯 上层几乎无色， 2I +Cl2=I2+2Cl 利用萃取现象验证 水、CCl4 下层CCl4呈紫 生成碘单质，说明海带中存在碘离 子 红色 食用碘盐、稀 硫酸、1%淀粉 液
3号
发生反应： 5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O由碘盐中存 溶液立刻由褐 在KIO 和反应原理可知海带中存在 3 色变成蓝色 碘元素主要以碘离子形式存在
四、实验现象和结论
试管 1号
加入试剂
实验现象
实验结论
发生反应：2I-+2H++H2O2=I2+2H2O 稀硫酸、H2O2、 溶液由褐色变 由淀粉溶液变蓝可知有碘单质生成， 淀粉液 证明海带中有碘元素 成蓝色
2号
甲
新制的饱和氯 水、1%淀粉液
溶液由褐色变 成蓝色
发生反应： 2I-+Cl2=I2+2Cl-生成碘单质,溶液使 淀粉变蓝，证明海带中存在碘离子
三、实验流程、实验过程、步骤:
反应的离子方程式?
CCl4
有关方程式:
2I- + 2H+ + H2O2 = I2 + 2H2O 2I- + Cl2 = I2 + 2Cl5 I- + IO3- + 6H+ = 3 I2 + 3H2O
四、实验记录（参考） 实验步骤简述
1 2 3 4 5
现象
解释或结论
6
7
五、问题与讨论
（1）碘在酒精中的溶解度大于在水中的 溶解度，萃取碘不可使用酒精，因为酒精和 水可任意混溶，达不到萃取的目的。 （2）萃取实验中，要使碘尽可能全部地 转移到CCl4中，应加入适量的萃取剂，同时 采取多次萃取的方法。
从海带中提取碘实验报告
从海带中提取碘实验报告实验目的本实验通过提取海带中的碘，了解碘的提取过程并探究提取碘的最佳条件。
实验器材•海带样本•试管•氯化钠溶液•纯净水•碘酸钠溶液•硫酸•氢氧化钠溶液•乙醇实验步骤步骤1：制备海带溶液1.准备一只试管，并将一小块海带样本放入其中。
2.加入适量的氯化钠溶液，并用磁力搅拌器搅拌溶液。
步骤2：提取海带中的碘1.将制备好的海带溶液倒入一个带有滴管的试管中。
2.逐滴加入碘酸钠溶液，同时观察溶液的颜色变化。
当溶液由棕红色变为蓝色时停止滴加。
步骤3：过滤海带残渣1.将滴有滴管的试管倒入一个滤纸漏斗中。
2.用纯净水冲洗试管中的残渣，以尽量提取残渣中的碘。
步骤4：提取纯碘1.将滤纸漏斗中的滤液倒入一个干净的试管中。
2.加入少量硫酸，并用磁力搅拌器搅拌溶液。
3.慢慢加入氢氧化钠溶液，直到溶液中产生深褐色沉淀。
4.将试管中的溶液倒入另一个干净的试管中，去除沉淀。
步骤5：提取纯净碘1.将提取得到的溶液加入适量的乙醇中。
2.等待一段时间后，观察溶液中的沉淀。
3.使用滤纸漏斗过滤溶液中的沉淀。
实验结果在实验过程中，我们成功地从海带中提取到了碘。
通过观察溶液的颜色变化，我们可以得出最佳滴加碘酸钠溶液的时机，以确保碘的最佳提取效果。
在提取纯碘的过程中，我们使用了硫酸和氢氧化钠溶液，以去除杂质并得到纯净的碘。
实验讨论在本实验中，提取海带中的碘是通过化学反应实现的。
碘酸钠溶液与海带中的碘发生反应，形成蓝色的复合物。
通过观察溶液的颜色变化，我们可以确定溶液中碘的浓度达到最大值时的滴加点。
提取纯碘的过程中，我们使用了硫酸和氢氧化钠溶液。
硫酸的作用是去除杂质，而氢氧化钠溶液的作用是与硫酸反应生成深褐色沉淀。
通过过滤溶液中的沉淀，我们可以得到纯净的碘。
在实验过程中，需要注意安全措施，避免接触到化学物质对身体造成伤害。
实验结束后，应正确处理废液和废弃物。
实验结论通过本实验，我们成功地从海带中提取到了碘。
通过观察溶液的颜色变化和过滤沉淀，我们得到了纯净的碘。
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• 若要分离碘的CCl4溶液,分别得到碘和CCl4, 应采用什么方法?
• 提示:可以采用减压蒸馏的方法,将CCl4萃 取剂分离出去。
• 一、碘的分离、检验及实验注意事项 • 1.灼烧干海带的目的 • 灼烧干海带的目的是去掉海带中的有机物, 便于用水溶解海带中的碘化钠、碘化钾。 海带的灼烧要充分,否则会降低碘的提取率。
• 3.氧化:在滤液中加入几滴H2SO4溶液(海带灰的浸出液 中含有碳酸钠、碳酸钾等使溶液显碱性的物质,酸化的目 的是使溶液呈弱酸性,有利于氧化剂把I-氧化为I2),再加入 约1 mL 3%的H2O2溶液,溶液由无色变为棕黄或棕褐色。 • 4.检验和萃取:取出少许溶液,用淀粉溶液检验碘,溶液 应变为蓝色。再向余液中加入1 mL CCl4,萃取其中的碘。 得到的CCl4层为紫红色,水层基本无色。 • 5.回收溶有碘的CCl4。
• 2.I-的氧化剂
• 可以氧化I-的是新制的饱和氯水、溴水、过氧化氢、 碘酸钾等。如果用浓硫酸、氯水、溴水等氧化剂,要对 溶液做一定处理,如调节溶液的pH至基本呈中性,若酸 性太强,碘离子被氧化为I2后会继续被氧化为更高价态, 无法得到I2。当选用浓硫酸氧化I-时,先取少量滤液放 入试管中,加入浓硫酸,再加入淀粉溶液,如观察到变蓝, 可以判断碘离子被氧化为碘。用氯水氧化滤液中I-时, 氯水不可过量,否则会使生成的碘单质继续氧化,其化 学方程式为:
• 5.注意事项
• (1)加热灼烧海带时要盖紧坩埚盖,防止海带飞出,且灼烧要充 分。灼烧完毕,应将坩埚和玻璃棒放在石棉网上冷却,不可直接放 在冷的实验台上,防止温度很高的坩埚骤冷而破裂。
• (2)将海带灰转移到小烧杯中,向烧杯中加蒸馏水要适量,搅拌, 煮沸2~3 min后过滤。过滤时要注意“两低”“三靠”:滤纸上沿比漏 斗上沿低,液面比滤纸上沿低;滤纸紧靠漏斗内壁,引流的玻璃棒 紧靠三层滤纸处,漏斗下面的导管紧靠烧杯内壁。
• 二、实验步骤
• 1.灼烧:取3 g干海带,用刷子将其表面的附 着物刷净。剪成小块,用酒精润湿后(加一些 酒精是为了使其燃烧更加充分),放在坩埚中。 把坩埚置于泥三角上。在通风橱中加热灼 烧,至海带完全成灰后,停止加热,自然冷却, 再将海带灰转移到小烧杯中。
灼烧干海带
• 2.浸取和过滤:向小烧杯中加入10 mL蒸馏水,搅拌,煮沸 2~3 min(加快碘化物在水中的溶解,以使灰烬中的I-尽可 能多地进入溶液),过滤,得无色滤液。
2.使用分液漏斗的注意事项
分液漏斗
• (1)分液漏斗有球形、锥形和筒形等多种式 样,规格有50 mL、100 mL、150 mL、250 mL等几种。球形漏斗的颈较长,多用于制气
装置中滴加液体的仪器。锥形分液漏斗的 颈较短,常用于萃取操作的仪器。使用时,将 分液漏斗的活塞擦干,在活塞两端表面涂上 一薄层凡士林(注意塞孔不要涂抹),小心塞上 活塞,旋转几圈至涂层均匀透明,装入少量水, 振摇,确定分液漏斗无渗漏方可使用。
• (3)碘在酒精中的溶解度大于在水中的溶解度,但萃取碘不可使 用酒精,因为酒精与水可以任意比混溶,达不到萃取的目的。
• 二、萃取原理
• 1.原理
• 萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,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。萃取后往往需 要用分液漏斗将这两种不相溶的液体分开,这一操作称为分液。碘单质 易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂。用与水不相溶的有机溶剂可以把碘 单质从水溶液中萃取出来。例如,四氯化碳与水互不相溶,而碘单质在 四氯化碳中的溶解能力比在水中溶解能力强(碘单质在四氯化碳中的 溶解度大约是在水中溶解度的85倍),如果将四氯化碳与含有碘单质的 水溶液混合振荡,碘单质就会从水中富集到四氯化碳中。静置分层后, 上面水层的颜色变浅,下面四氯化碳层呈紫红色,这是碘单质在四氯化 碳中富集的结果。
第3课时 从海带中提取碘
• 1.掌握萃取、过滤的操作及有关原理。 • 2.了解从海带中提取碘的过程。 • 3.复习氧化还原反应的知识
• 一、海带中碘的分离原理
• 海带、紫菜等海藻中含有丰富的碘元素,其主要的存在形式为 化合态(有机碘化物)。将样品灼烧,碘可转化为能溶于水的无机 碘化物(如以碘化钾、碘化钠)的形式存在,在灰分中加入水浸取, 过滤后可得到含有I-的滤液。滤液中还有多种可溶性无机盐,直 接将碘化物与这些无机盐分离比较困难。由于碘离子具有较强 的还原性,可以用适量的氯气或过氧化氢(H2O2)等氧化剂先将I氧化为碘单质,再用萃取法将其提取出来。有关反应的化学方程 式为2I-+Cl2 I2+2Cl-、2I-+H2O2+2H+ I2+2H2O。单质碘能与淀 粉的水溶液作用显蓝色,这是I2的特征反应,可用于I2的检验。
• (2)自上口依次装入被萃取液和萃取剂,盛装液体的体积不得超过其 容积四分之三
• (3)用右手手掌抵住顶塞,握住漏斗口部,左手握住活塞部位,拇指压住 活塞,水平进行振摇。开始振摇要慢,并注意适时“放气”(漏斗颈斜向上 朝无人处旋开活塞)以平衡内外压强。 • (4)充分振摇后,将分液漏斗放在漏斗架或铁圈上,静置。漏斗下放一 接收容器如烧杯或锥形瓶。待两层液体完全分层后,旋开顶塞,然后使 刻槽与漏斗上口小孔对齐(这时漏斗内外的空气相通,压强相等,漏斗里 的液体才能顺利流出),慢慢旋开活塞,放出下层液体。待两液体界面接 近活塞时,减缓流速,适时关闭旋塞,以便完全分离,然后将上层液体从上 口倒入其他容器里(不可从下口放出)。
• 3.碘单质的检验方法
• (1)向1%淀粉溶液中滴入2滴加入氧化剂后所得的棕黄 色溶液,观察实验现象。若变蓝色,则证明含碘。
• (2)取3 mL上述溶液注入试管中,然后加入1~2 mL四氯 化碳,振荡后静置,观察水层和四氯化碳层的颜色。若四 氯化碳层呈紫红色则证明含碘来提纯固态碘。而溶解在溶液中 的碘要用萃取法分离提纯。要从碘的CCl4溶液中分离碘, 可以采取减压蒸馏的方法,将CCl4萃取剂分离出去