1、2.3 2.3 从海水中提取溴和碘从海水中提取溴和碘 第二章第二章 开发海水中的卤素资源开发海水中的卤素资源（第一课时）（第一课时）地球上溴资源的分布情况地球上溴资源的分布情况 溴是海洋元素，地球上溴是海洋元素，地球上99%99%的溴分布在海水中，陆的溴分布在海水中，陆地上溴的储量只占地球上溴的总储量的地上溴的储量只占地球上溴的总储量的1%1%。溴的提取1.1.海水中溴的浓度比较低，怎么办？海水中溴的浓度比较低，怎么办？2.2.我们需要的是游离态的单质溴，而海水中的溴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是以什么形态存在的呢？我们应选择什么物质作为氧化
2、剂呢？作为氧化剂呢？3.3.得到的单质溴如何从海水中提取出来呢得到的单质溴如何从海水中提取出来呢?阅读课本并思阅读课本并思考考海水提溴的步骤海水提溴的步骤Cl2+2Br-2Cl-+Br22.3 从海水中提取溴和碘从海水中提取溴和碘一、从海水中提取的元素溴和碘一、从海水中提取的元素溴和碘 1、海水提溴、海水提溴Cl2+2Br-2Cl-+Br2浓缩浓缩氧化氧化提取提取海海水水卤卤水水溴溴水水粗粗溴溴纯纯溴溴精制精制溴蒸气溴蒸气水水 封封液液 溴溴2、溴（、溴（Br2）的性质）的性质 颜色：颜色：状态：状态：气味：气味：密度：密度：溶解性：溶解性：特性：特性：保存：保存：深棕红色深棕红色液体（常温下
3、）液体（常温下）有刺激性气味有刺激性气味比水大比水大微溶于水微溶于水1.微溶于水却易溶于有机溶剂微溶于水却易溶于有机溶剂2.易挥发易挥发棕色瓶，用水液封棕色瓶，用水液封3、碘（、碘（I2）的性质）的性质 颜色：颜色：状态：状态：密度：密度：溶解性溶解性：特性：特性：紫黑色紫黑色晶体晶体比水大比水大微溶于水微溶于水1.微溶于水却易溶于有机溶剂微溶于水却易溶于有机溶剂2.易升华易升华3.使淀粉变使淀粉变蓝蓝 水水 CCl CCl4 4碘单质碘单质学生实验：学生实验：取二份等量的碘单质（少量）分装于取二份等量的碘单质（少量）分装于2 2支试管中，再分别往支试管中，再分别往2 2支支试管中加入试管中加
4、入3mL3mL水、四氯化碳，振荡，观察现象。水、四氯化碳，振荡，观察现象。橙黄色橙黄色 紫红色紫红色实验探究碘的溶解性实验探究碘的溶解性实验探究实验探究分别取分别取3mL3mL碘水于两支试管中，然后往两支试管中分别加入碘水于两支试管中，然后往两支试管中分别加入1mL1mL酒精、四氯化碳，振荡，观察现象。酒精、四氯化碳，振荡，观察现象。颜色颜色试剂试剂实验现象实验现象碘水碘水棕棕黄色黄色酒精酒精碘水碘水棕棕黄色黄色四氯化碳四氯化碳（CClCCl4 4）不分层，不分层，浅棕色浅棕色溶液分层，下层溶液呈现溶液分层，下层溶液呈现紫红色紫红色如何把碘单质从水中分离出来？如何把碘单质从水中分离出来？比较水
5、和比较水和CCl4 4的密度大小？的密度大小？CCl4层层 利用溶质在利用溶质在互不相溶互不相溶的溶剂里溶解度不同的性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，叫做溶液提取出来的方法，叫做萃取萃取。萃取分液是一种常见的分离物质的方法。萃取分液是一种常见的分离物质的方法。4、萃取、萃取4、萃取、萃取 萃取剂的选择：萃取剂的选择：（1）溶质在萃取剂中的溶解度很大，要远）溶质在萃取剂中的溶解度很大，要远大于溶质在原溶剂中的溶解度。大于溶质在原溶剂中的溶解度。（2）萃取剂必须与原溶剂互不相溶，要上）萃取剂必须与原溶
6、剂互不相溶，要上下分层。下分层。探究与深化探究与深化看一看看一看,想一想：想一想：溴水中加入四氯化碳、苯等有机溶剂，振荡。溴水中加入四氯化碳、苯等有机溶剂，振荡。颜色颜色试剂试剂实验现象实验现象溴水溴水橙黄色橙黄色四氯化碳四氯化碳（CCl4）溴水溴水橙黄色橙黄色苯苯溶液分层，溶液分层，下下层溶液呈现层溶液呈现橙红色橙红色溶液分层，溶液分层，上上层溶液呈现层溶液呈现橙红色橙红色比较水和苯的密度大小？比较水和苯的密度大小？CCl4层层苯层苯层水汽油（苯）四氯化碳溴碘橙橙黄黄色色橙红橙红橙红橙红棕黄棕黄色色紫红紫红紫红紫红上层上层下层下层碘在海水中含量太低碘在海水中含量太低,仅有仅有60g/L60g
7、/L目前还不能目前还不能直接从海水中提取碘。海洋植物直接从海水中提取碘。海洋植物,如海带、马如海带、马尾藻等有吸附碘离子的特殊能力尾藻等有吸附碘离子的特殊能力,它们能把海它们能把海水中的碘富集到是海水中的水中的碘富集到是海水中的1010万倍以上。所以万倍以上。所以通常从海带或马尾藻中提取碘。通常从海带或马尾藻中提取碘。碘的提取海带提碘的步骤海带提碘的步骤讨论并讨论并设计设计如何从海带中提取碘？如何从海带中提取碘？5、海带提碘、海带提碘干燥干燥海带海带海海带带灰灰滤液（含滤液（含碘离子）碘离子）碘碘水水碘的碘的CCl4溶液溶液固体固体I2灼烧灼烧溶解溶解过滤过滤氧化氧化萃取萃取分液分液蒸馏蒸馏C
8、l2+2I-2Cl-+I2检检 漏漏装液装液 振荡振荡 分液分液 静置静置 分分 液液练习与评价练习与评价将溴水和下列试剂混合振荡，静置后下层为橙将溴水和下列试剂混合振荡，静置后下层为橙色的是（色的是（）A A酒精酒精 B B苯苯 C C四氯化碳四氯化碳 D D汽油汽油碘缺乏症是目前已知的导致人类智力障碍的主碘缺乏症是目前已知的导致人类智力障碍的主要原因。为解决这一全国性问题，我国已经开要原因。为解决这一全国性问题，我国已经开始实施始实施“智力工程智力工程”。最经济可行的措施是。最经济可行的措施是（）A A食盐加碘（盐）食盐加碘（盐）B B面包加碘（盐）面包加碘（盐）C C大量食用海带大量食用
9、海带D D注射含碘药剂注射含碘药剂 CA 海水提溴海水提溴 溴是一种贵重的药品原料，可以生产许多消毒药品。例溴是一种贵重的药品原料，可以生产许多消毒药品。例如大家熟悉的红药水就是溴与汞的有机化合物，溴还可如大家熟悉的红药水就是溴与汞的有机化合物，溴还可以制成熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。地球上以制成熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。地球上 99以上以上的溴都蕴藏在汪洋大海中，故溴还有的溴都蕴藏在汪洋大海中，故溴还有“海洋元素海洋元素”的美的美称。据计算，海水中的溴含量约称。据计算，海水中的溴含量约65毫克升，整个大洋毫克升，整个大洋水体的溴储量可达水体的溴储量可达100万亿吨。大海是溴的万亿吨。大海是溴的
10、“故乡故乡”。早在早在19世纪初，法国化学家就发明了提取溴的传统方法世纪初，法国化学家就发明了提取溴的传统方法(以中度卤水和苦卤为原料的空气吹出制溴工艺以中度卤水和苦卤为原料的空气吹出制溴工艺)，这也，这也是目前工业规模海水提溴的惟一成熟方法。此外，树脂是目前工业规模海水提溴的惟一成熟方法。此外，树脂法、溶剂萃取法和空心纤维法提溴新工艺正在研究中。法、溶剂萃取法和空心纤维法提溴新工艺正在研究中。随着新方法的不断出现，人们不仅能从海水中提取溴，随着新方法的不断出现，人们不仅能从海水中提取溴，还能从天然卤水及制钾母液中获取溴，溴的产量也大大还能从天然卤水及制钾母液中获取溴，溴的产量也大大增加了。增
11、加了。我国我国1967年开始用年开始用“空气吹出法空气吹出法”进行海水直接提溴，进行海水直接提溴，1968年获得成功。现在青岛、连云港、广西的北海等年获得成功。现在青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂，进行试验生产。地相继建立了提溴工厂，进行试验生产。“树脂吸附法树脂吸附法”海水提溴也于海水提溴也于1972年试验成功。年试验成功。从海水中提取溴5NaBr+NaBrO3+3H2SO43Br2+3Na2SO4+3H2O与上述反应在氧化还原原理上最相似的是 A2NaBr+Cl22NaCl+Br2 BAlCl3+3NaAlO2+6H2O4Al(OH)3+3NaCl C2H2S+SO22H2O
12、+3S DC+CO2=2CO 取饱和态海水，依测定量搅拌中通入氯气并过量约15%（必须在通风良好的环境中！），静置（溴沉在底部），分离，提纯即得。注意其中含有一定量的碘，当用物理方法纯化，且重复几次。提制过程中要有防毒面具，橡胶手套及防护服装，防止中毒，溴具强腐蚀性，蒸气易于进入呼吸道，在体内的积存极难清除。空气吹出法是用于工业规模海水提溴的常用方法，其中一种工艺是在预先经过酸化的浓缩海水中，用氯气置换溴离子使之成为单质溴，继而通入空气和水蒸气，将溴吹入吸收塔，使溴蒸汽和吸收剂二氧化硫发生作用转化成氢溴酸以达到富集的目的。然后，再用氯气将其氧化得到产品溴。主要化学反应方程式 空气吹出法:Cl2
13、+2HBr=2HCl+Br2 Br2+SO2+2 H2O=2HBr+H2SO4(也可以用下法富集溴：也可以用下法富集溴：3Br2+3Na2CO3=NaBrO3+5NaBr+3CO2 5NaBr+NaBrO3+3H2SO43Br2+3Na2SO4+3H2O)将如下卤化物跟浓将如下卤化物跟浓H2SO4放在烧瓶中共热放在烧瓶中共热,可以得到纯净卤可以得到纯净卤化氢气体的是化氢气体的是 A NaF B NaCl C NaBr D NaI C、D中的溴离子、碘离子都有强还原性，能被浓硫酸氧化为单质，中的溴离子、碘离子都有强还原性，能被浓硫酸氧化为单质，得不到气体，所以实验室制氯化氢用硫酸和氯化钠，而制溴
14、化氢、得不到气体，所以实验室制氯化氢用硫酸和氯化钠，而制溴化氢、碘化氢就用非强氧化性且高沸点、不挥发的磷酸代替硫酸了。碘化氢就用非强氧化性且高沸点、不挥发的磷酸代替硫酸了。A中中生成的氟化氢会腐蚀玻璃：生成的氟化氢会腐蚀玻璃：4HF+SiO2=SiF4+2H2O，其中四氟化，其中四氟化硅为气体所以不纯净。实验室制取卤化氢：原理高沸点酸制低沸点硅为气体所以不纯净。实验室制取卤化氢：原理高沸点酸制低沸点酸酸 HF：CaF2+H2SO4（浓）（浓）=铅皿，铅皿，=CaSO4+2HF 其中其中CaF2为氟为氟化钙，俗称萤石化钙，俗称萤石 HCl：NaCl+H2SO4（浓）（浓）=微热微热=NaHSO4
15、+HCl 温度高时生成硫温度高时生成硫酸钠酸钠 HBr：NaBr+H3PO4（浓）（浓）=NaH2PO4+HBr 其中其中NaH2PO4为为磷酸二氢钠磷酸二氢钠 HI：KI+H3PO4（浓）（浓）=KH2PO4+HI 其中其中KH2PO4为磷酸二氢钾为磷酸二氢钾 H2SO4(浓浓)+2HBr=2H2O+SO2+Br2 H2SO4(浓浓)+2HI=2H2O+SO2+I2 H2SO4+H2S=SO2+S+2H2O*用碘化钾制碘化氢时为什么生成磷酸二氢钾用碘化钾制碘化氢时为什么生成磷酸二氢钾而不是正盐而不是正盐?因为磷酸为中强酸，第一步电离就比碘化氢的因为磷酸为中强酸，第一步电离就比碘化氢的弱，如果再一步电离，就需要更高的温度，而弱，如果再一步电离，就需要更高的温度，而这样会造成这样会造成HI分解。分解。
