海水中如何提取溴和碘啊?,)将出步骤和原理就可以了是高中的水平

Question

海水中如何提取溴和碘啊?,)
将出步骤和原理就可以了
是高中的水平

Answer 1

一、溴、碘提取简介：
从海水中提取溴,通常将氯气同入提取粗食盐后的母液中,将溶液中的Br-转化为Br2.生成的Br2仍然溶解在水中,鼓入热空气或水蒸气,能使Br2从溶液中挥发出来,冷凝后得到粗溴,精制粗溴可以得到高纯度的Br2.
虽然海水中碘的总藏量很大,但由于其浓度很低,目前工业并不直接由海水提取碘.海洋中的某些植物具有富集碘的能力,从海产品（如海带等）中提取碘是工业获取碘的重要途径.
二、提取溴、碘的流程：
三、知识拓展：
1、新技术展望：
怎样把碘从海水里提取出来呢?
人们发现有一种高分子化合物,叫离子交换树脂,有很强的吸附碘的能力.我国沿海的一些化工厂,就是用海带、马尾藻作原料,采取离子交换树脂吸附法,把碘提取到手的.由于养殖海带和收集马尾藻所需费用较多,致使碘成本高昂,加上海带是具有良好营养价值的食品,故从长远看,海带制碘只能是一种过渡性的办法,为解决碘源不足,人们势必把目光直接转向海水本身了.
1978年左右,我国首次获得从海水中直接提取碘和溴的重要进展,研制出一种新型高效吸附剂,从海水中富集碘.把这种吸附剂放进海水里5天,每克吸附剂平均吸碘1800微克,相当于成熟海带碘富集量的3.6倍,相当于智利硝石矿含碘的1.8倍左右.因而,该吸附剂大有工业应用的广泛前景.
2、Br2的制备：
溴在工业上是从海水中提取制备的（约1t海水可制备0.14kg的溴）,其工艺过程包括置换、碱性条件下歧化、浓缩、酸性条件下逆歧化制备溴：
（1）氯气通入pH为3.5的海水中（置换）
Cl2 + 2Br－ = 2Cl－ + Br2 (pH 3.5)
（2）用压缩空气吹出Br2 ,并在碱性条件下歧化：
Br2 + 3CO32- = 5Br－ +BrO3－+3CO2↑
（3）浓缩溶液,在酸性条件下逆歧化：
5Br - + BrO3- +6H+ = 3Br2 + 3H2O
1t海水→0.14kgBr2
3、 I2 的制备 ：
IO3－ 来源于智利硝石（NaNO3 + 少量NaIO3） 制备KNO3的母液,母液中含有IO3－、,用还原剂HSO3－还原IO3－制取碘,其离子反应式为：
2IO3－+ 5HSO3－ = I2 + 5SO42－ + 3H+ + H2O
IO3－+ 3HSO3－ = I－+ 3SO42－ + 3H+
IO3－ + I－ ＋6H＋ ＝ 3I2 + 3H2O
工业上,利用海洋生物提取,向海藻灰或干海藻浸取液中通入适量的氯气,可将碘氧化出来：
2I－ + Cl2 = I2 + Cl－
I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2IO3－ + 10Cl－ + 12H+
或向浸取液中加MnO2和H2SO4,酸性条件下制取I2：
2I－ + MnO2 + 4H+ = Mn2+ + I2 + 2H2O
4、从海带中提取单质碘实验:(研究性学习实验)
碘是人体生长发育不可缺少的微量元素,它在人体中含量不多仅有20—50毫克,但是发挥的作用却不容小觑,碘在人体内用于合成甲状腺素,调节新陈代谢,如果人体内碘摄入量不足,则会患上地方性甲状腺肿,即俗曰的“大脖子病”.
碘在地壳中的含量为3×10-5 ％.自然界并不存在游离状态的碘,独立的矿物也很少,只有碘酸钙矿.碘主要来源为：①智利硝石中含有 0.2％ 碘酸钠,智利硝石在提取硝酸钠以后,其母液中约含3％碘酸钠.②海水中碘的浓度尽管很低,只有一亿分之五,但总量却很大.特别是某些海藻（例如海带）能吸收碘,使碘相对地富集起来（每100克海带中含碘达24毫克）,因此海藻便成了提取碘的主要原料.
工业上常用离子交换法,空气吹出法,活性炭吸附法,碘化亚铜沉淀法等方法提取单质碘.
实验部分
实验原理
把干海带燃烧后生成的灰烬,海带会中的碘元素以碘离子的形式存在.加入去离子水并煮沸,使碘离子溶于水中,过滤取滤液,调节滤液pH为中性.蒸干滤液,将得到的白色固体与重铬酸钾混合均匀,研磨.在高筒烧杯中加热混合物,此时碘单质会升华出来,用注满冰水的圆底烧瓶盖在烧杯口处,碘就会凝华在烧瓶底部.刮下生成的碘,称量计算产率.
仪器与试剂
仪器：电子天平,天平,圆底烧瓶,高筒烧杯,普通烧杯（250mL）,电炉,马福炉,剪子,带盖坩埚,坩埚钳,蒸发皿,脱脂棉,研钵,pH试纸,定量滤纸,吸滤瓶.
试剂：干海带（40g）,蒸馏水,冰块,NaOH溶液,H2SO4溶液,重铬酸钾（s）.
实验方法
1、将海带用刷子刷干净（切忌水洗）.称取40g海带,用剪子剪成条或片状（尽量小）,置于坩埚中,加入30mLNaOH溶液,盖上盖子,在电炉上加热1小时,后转移至马福炉中,在600℃下加热2小时30分,使海带完全灰化.（加热过程中注意通风）
2、海带灰冷却后倒在研钵中充分研磨,后转移至250mL烧杯中,依次加入40mL、20mL、10mL蒸馏水熬煮,每次熬煮后,抽滤,保留滤液.将三次抽滤的滤液合并在一起,总体积不宜超过30mL.
3、向滤液里加H2SO4溶液酸化,调节pH值显中性.把酸化后的滤液倒入蒸发皿中,蒸发至干并尽量炒干,将固体转移至研钵中,加入2g重铬酸钾固体,研细.
4、将上述混合物放入干燥的高筒烧杯中,将装有冰水冷却的烧瓶放在烧杯口上,在烧杯的缺口部位用脱脂棉赛紧,加热烧杯使生成的碘遇热升华.碘蒸气在烧瓶底部遇冷凝华.当在无紫色碘蒸气产生时,停止加热.取下烧瓶,将烧瓶凝聚的固体碘刮到小称量瓶中,称重.计算海带中碘的百分含量.