高中化学《海带提碘、硝酸钾》讲座

实验专题复习：实验专题复习：物质制备和检验实验物质制备和检验实验 海带中提取碘海带中提取碘物质制备和提纯实验物质制备和提纯实验 硝酸钾的制备和提纯硝酸钾的制备和提纯关于高三进入实验室做实验的思考关于高三进入实验室做实验的思考l我们不只是要做一个实验，而是要以点带我们不只是要做一个实验，而是要以点带面，通过一个实验复习一类实验问题；面，通过一个实验复习一类实验问题；l要重点思考哪些才是在实验室通过亲身体要重点思考哪些才是在实验室通过亲身体验才能得到的知识点，突出强化他们。验才能得到的知识点，突出强化他们。海带提碘海带提碘【学习目标学习目标】1、掌握灼烧、溶解、过滤、萃取、分液等、掌握灼烧、溶解、过滤、萃取、分液等实验操作；实验操作；2、了解实验样品预处理、富集等在实验中、了解实验样品预处理、富集等在实验中的应用；的应用；3、体会在物质的提纯、分离实验中试剂浓、体会在物质的提纯、分离实验中试剂浓度、用量的重要性；度、用量的重要性；4、通过海带中提取碘等实验了解从原料中、通过海带中提取碘等实验了解从原料中直接或间接获取物质的实验方法。直接或间接获取物质的实验方法。【实验任务实验任务】l从干海带中提取碘单质从干海带中提取碘单质固体固体复习安排复习安排第第1课时课时学案预习：重点放在流程中主要学案预习：重点放在流程中主要元素元素“I”变化和涉及的化学原理。变化和涉及的化学原理。第第2课时课时实验实施：重点放在试验具体操实验实施：重点放在试验具体操作的规范性和实验中突发异常现象的记录作的规范性和实验中突发异常现象的记录和处理。和处理。第第3课时课时讨论拓展：强化分析核心元素的讨论拓展：强化分析核心元素的变化过程。变化过程。第第4课时课时巩固练习：用近年的高考和模拟巩固练习：用近年的高考和模拟真题或改编题进行训练。真题或改编题进行训练。【实验流程】实验前讨论实验前讨论l为什么溶解海带灰时要煮沸为什么溶解海带灰时要煮沸23min？学生：加快溶解学生：加快溶解l讨论：煮沸与煮沸讨论：煮沸与煮沸23min是否有区别？是否有区别？为什么控制时间？为什么控制时间？讨论结果：讨论结果：加快加快I溶解，使海带灰中溶解，使海带灰中I 尽可能尽可能全部全部溶解溶解。对应高考题对应高考题（09、广东、广东 22）某工厂生产硼砂过程中产生的固）某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料，主要含有体废料，主要含有MgCO3.MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和和Fe2O3等，回收其中镁的等，回收其中镁的工艺流程如下：工艺流程如下：请回答下列问题：请回答下列问题：l（1）“浸出浸出”步骤中，为提高镁的浸出率，可步骤中，为提高镁的浸出率，可采取的措施有采取的措施有 （要求写出两条）（要求写出两条）l（1）适当提高反应）适当提高反应温度温度；增加浸出；增加浸出时间时间；（或；（或其他合理答案）其他合理答案）l特点：从生产实际出发设问特点：从生产实际出发设问l用化学方法分离、检验植物样品中某元素或某用化学方法分离、检验植物样品中某元素或某成分时，是否都能用先高温灼烧再加水溶解的成分时，是否都能用先高温灼烧再加水溶解的方法对样品进行处理？方法对样品进行处理？l对应练习：某研究小组测定菠菜中草酸及草酸对应练习：某研究小组测定菠菜中草酸及草酸盐含量（以盐含量（以C2O42计），实验步骤如下：计），实验步骤如下：l将菠菜样品预处理后，热水浸泡，过滤得到将菠菜样品预处理后，热水浸泡，过滤得到含有草酸及草酸盐的溶液。含有草酸及草酸盐的溶液。l（1）步骤中）步骤中“样品预处理样品预处理”的方法是的方法是 。（。（A灼烧成灰灼烧成灰B研磨成汁）研磨成汁）实验前讨论实验前讨论画出实验中物质转化流程，已知海带灰中还含画出实验中物质转化流程，已知海带灰中还含有钾钠的硫酸盐、碳酸盐等有钾钠的硫酸盐、碳酸盐等 I、IO3、Na、OH有有I、I2、K、Na、SO42、CO32有有I、K、Na、SO42CO32I2(固固)、I2(液液)、Na、SO42实验中讨论实验中讨论l观察过滤后滤液颜色，解释原因；观察过滤后滤液颜色，解释原因；学生：学生：I呈黄色；氧气氧化呈黄色；氧气氧化I为为I2,但不会根据环境写但不会根据环境写方程式解释原因方程式解释原因讨论：写出相应方程式。讨论：写出相应方程式。4I+O2+4H；4I+O2+2H2O l第一次过滤是否要洗涤沉淀第一次过滤是否要洗涤沉淀(如果洗涤，注意洗涤方如果洗涤，注意洗涤方法法)?(如果想不明白，可以先动手尝试如果想不明白，可以先动手尝试)讨论：高一时该实验没有洗涤，为什么现在要洗涤？讨论：高一时该实验没有洗涤，为什么现在要洗涤？讨论结果：实验目的不同。讨论结果：实验目的不同。第一次萃取分液第一次萃取分液后，是否要进行后，是否要进行二次萃取？二次萃取？l如何控制如何控制40的的NaOH溶液？溶液？l学生：部分作到溶液颜色变浅后，开始后续学生：部分作到溶液颜色变浅后，开始后续实验实验讨论：加讨论：加NaOH溶液的目的是什么？如何溶液的目的是什么？如何判断判断I2反应完全？反应完全？问题设置目的是引导学生重视对物质变化问题设置目的是引导学生重视对物质变化的分析的分析l第二次分液时，碘元第二次分液时，碘元素在哪一层，有机层素在哪一层，有机层如何处理？如何处理？l学生：在下层（定势学生：在下层（定势思维，缺乏对物质的思维，缺乏对物质的分析）分析）l工业流程图解题的困工业流程图解题的困难之处在于学生不能难之处在于学生不能准确判断物质流程准确判断物质流程l实验问题的讨论有助实验问题的讨论有助于学生养成一个好的于学生养成一个好的习惯习惯在实验操作在实验操作过程中物质分析的习过程中物质分析的习惯惯l第第2次酸化时如何控制加硫酸的量？实验中某同次酸化时如何控制加硫酸的量？实验中某同学滴加学滴加45%硫酸时发现溶液局部变为棕色，并很硫酸时发现溶液局部变为棕色，并很快退色，请解释原因？快退色，请解释原因？l学生：缺乏对实验现象细致观察，学生：缺乏对实验现象细致观察，缺乏对实验现象认真思考缺乏对实验现象认真思考 溶液局部呈酸性，生成溶液局部呈酸性，生成I2使溶液呈黄色；使溶液呈黄色；5I+IO3+6H=3I2+3H2O，振荡后，酸被碱中和。振荡后，酸被碱中和。3I2+6OH=5I+IO3+3H2O对应高考题：对应高考题：（07、广东、广东 26）羟基磷灰石）羟基磷灰石Ca2(PO4)3OH是一种一是一种一种重要的生物无机材料。其常用的制备方法有两种：种重要的生物无机材料。其常用的制备方法有两种：方法方法A：用浓氨水分别调：用浓氨水分别调Ca(NO3)2和和(NH4)2HPO4溶液溶液的的pH约为约为12；在剧烈搅拌下，将；在剧烈搅拌下，将(NH4)2HPO4溶液缓溶液缓慢滴入慢滴入Ca(NO3)2溶液中。溶液中。方法方法B：剧烈搅拌下，将：剧烈搅拌下，将H3PO4溶液缓慢滴加到溶液缓慢滴加到Ca(OH)2悬浊液中。悬浊液中。（3 3）方法）方法B B中，如果中，如果H3PO4溶液滴加过快，制得的产溶液滴加过快，制得的产物不纯，其原因是物不纯，其原因是 。l（3）反应液局部酸性过大，会有）反应液局部酸性过大，会有CaHPO4产生产生l部分同学发现溶液上方有紫色气体，请解释部分同学发现溶液上方有紫色气体，请解释原因？如何避免碘单质挥发而引起的损失？原因？如何避免碘单质挥发而引起的损失？l学生：水浴冷却学生：水浴冷却（学生思维被调动）（学生思维被调动）l研讨：冰水浴冷却研讨：冰水浴冷却第二次过滤时，是否要洗涤沉淀，如果洗涤第二次过滤时，是否要洗涤沉淀，如果洗涤，选用乙醇、蒸馏水、冰水中的哪一种？为，选用乙醇、蒸馏水、冰水中的哪一种？为什么？思考选用洗涤剂应从哪些方面思考？什么？思考选用洗涤剂应从哪些方面思考？l学生选择顺序：乙醇（学生选择顺序：乙醇（I2能溶于酒精）、蒸能溶于酒精）、蒸馏水、冰水馏水、冰水l关键：洗去杂质（关键：洗去杂质（Na、SO42）要重视物）要重视物质成分质成分l分析提升：根据过滤器中的固体和残留溶分析提升：根据过滤器中的固体和残留溶液成分思考；液成分思考；洗涤剂选择标准：不溶解固体，溶解杂质洗涤剂选择标准：不溶解固体，溶解杂质（或溶液中成分）（或溶液中成分）对应高考题：对应高考题：l（06、广东、广东 22）往有机聚合物中添加阻燃剂，可增往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。例如，在加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2，树脂可燃性大大降低。该，树脂可燃性大大降低。该Mg(OH)2的生产的生产工艺如下：工艺如下：l石灰乳、精制卤水石灰乳、精制卤水 合成合成 水热处理水热处理 过滤过滤 水水洗洗 表面处理表面处理 过滤水洗过滤水洗 干燥干燥 l 水热处理后，水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是过滤、水洗。水洗的目的是 。l除去附着在除去附着在Mg(OH)2表面的可溶性物质表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2 等。等。l关于沉淀是否洗涤、洗涤剂选择等问题在海带提碘实关于沉淀是否洗涤、洗涤剂选择等问题在海带提碘实验中出现的很全面验中出现的很全面实验中碘元素的形态经过了实验中碘元素的形态经过了I2 I、IO3 I2的变化过程，为什么要经过这种反复？的变化过程，为什么要经过这种反复？l学生：除去杂质；碘元素富集学生：除去杂质；碘元素富集l讨论：碘元素所在溶液体积变化，两次讨论：碘元素所在溶液体积变化，两次I2的不的不同形态同形态 实验后讨论实验后讨论对应高考题：对应高考题：l（2009年天津理综卷）海水是巨大的资源宝库，年天津理综卷）海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：l（3）步骤）步骤中中已获得已获得Br2，步骤，步骤中又将中又将Br2还原还原为为Br，其目的其目的为为 。l（3）富集溴元素）富集溴元素如果实验中未能提取到碘，你将从哪些如果实验中未能提取到碘，你将从哪些方面思考原因？方面思考原因？l学生：学生：海带灰溶解不充分；海带灰溶解不充分；海带中碘含量很少；海带中碘含量很少；酸化、氧化不够；酸化、氧化不够；加太多水溶解海带灰加太多水溶解海带灰 分液时弄错了分液时弄错了 加加NaOH溶液太多溶液太多l研讨：研讨：实验用的海带中碘含量很少实验用的海带中碘含量很少 H2O2变质变质(酸化后氧化颜色无明显加深酸化后氧化颜色无明显加深)滴加滴加NaOH溶液太多溶液太多l提升：提升：从原料出发思考从原料出发思考 从实验中所加试剂的性质出发思考从实验中所加试剂的性质出发思考 从操作思考从操作思考对应高考题：对应高考题：l(05、广东、广东)研究性学习小组进行研究性学习小组进行SO2的制备及性质探究实验的制备及性质探究实验(1)根据反应根据反应Na2SO3(固固)+H2SO4(浓浓)Na2SO4+SO2+H2O，制备制备SO2气体。气体。l 实验过程中，使用实验过程中，使用分液漏斗滴加浓硫酸的操作分液漏斗滴加浓硫酸的操作是是_。(2)有一小组在实验中发现，有一小组在实验中发现，SO2气体产生缓慢气体产生缓慢。请你推测。请你推测可能可能的原因的原因并说明相应的验证方法并说明相应的验证方法l 原因原因_，验证方法，验证方法_。l 原因原因_，验证方法，验证方法_。l答案答案 Na2SO3 变质，不是浓硫酸变质，不是浓硫酸 l 固体没有粉碎固体没有粉碎第一次过滤滤液浑浊，可能有哪些原因？第一次过滤滤液浑浊，可能有哪些原因？l学生：滤纸破了；学生：滤纸破了；漏斗不干净漏斗不干净 烧杯不干净烧杯不干净 液面超过滤纸液面超过滤纸l思考：优先考虑哪两个原因？思考：优先考虑哪两个原因？对应高考题：对应高考题：l（2010安徽安徽27）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：行资源回收研究，设计实验流程如下：l（3）第步反应后，）第步反应后，过滤过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有所需的玻璃仪器有 l若若过滤时发现滤液中有少量浑浊过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度从实验操作的角度给出两种可能的原因：给出两种可能的原因：、。l答案答案(3)漏斗漏斗 玻璃棒玻璃棒 烧杯烧杯；滤纸破损、液面超过；滤纸破损、液面超过滤纸边缘等滤纸边缘等l没有真正做过实验的学生是很难快速、完整的回答出没有真正做过实验的学生是很难快速、完整的回答出一些实际问题一些实际问题在海带中碘的提取实验中，你用到了哪些在海带中碘的提取实验中，你用到了哪些分离方法？选择这些方法的依据是什么？分离方法？选择这些方法的依据是什么？实验注意事项实验注意事项l加热煮沸后过滤，避免烫伤；加热煮沸后过滤，避免烫伤；第一次过滤时存在的问题第一次过滤时存在的问题l第一次萃取的有机层第一次萃取的有机层2mL，由于碱化时碱，由于碱化时碱的量很少，造成无法进行第二次分液；的量很少，造成无法进行第二次分液；l实验中用实验中用I2的的CCl4浓溶液代替有机层浓溶液代替有机层l加碱时要充分振荡，在分液漏斗中完成效加碱时要充分振荡，在分液漏斗中完成效果更好果更好l建议用一匙海带灰代替建议用一匙海带灰代替5克干海带，让学克干海带，让学生代表组装灼烧装置并指出仪器名称，节生代表组装灼烧装置并指出仪器名称，节约的时间用于讨论约的时间用于讨论l实验时间大约实验时间大约30分钟分钟实验复习建议实验复习建议l再次开放实验室，要求实验没有成功的学再次开放实验室，要求实验没有成功的学生和拓展练习不理解的同学进实验室。生和拓展练习不理解的同学进实验室。l重点思考某些问题，学生能用自己语言能重点思考某些问题，学生能用自己语言能准确回答出以上问题准确回答出以上问题l学生感受：印象深刻，理论联系实际学生感受：印象深刻，理论联系实际l教师感受：学生实验很安静，学生真正在教师感受：学生实验很安静，学生真正在研究实验，对学生解流程图题有很大帮助研究实验，对学生解流程图题有很大帮助l应进一步探究的问题：如何与以往实验复应进一步探究的问题：如何与以往实验复习（备考指南实验部分）更好的结合习（备考指南实验部分）更好的结合l该实验非常值得学生做，一次不成功，应该实验非常值得学生做，一次不成功，应该再做一次。该再做一次。物质制备和提纯实验物质制备和提纯实验 硝酸钾的制备和提纯硝酸钾的制备和提纯l实验目的：实验目的：l通过实验加深对复分解反应发生条件的理解，通过实验加深对复分解反应发生条件的理解，加深对溶解度概念的理解；加深对溶解度概念的理解；l了解从溶液中获得可溶性固体的常用方法，能了解从溶液中获得可溶性固体的常用方法，能根据实际情景正确选择适合的方法，表述相关根据实际情景正确选择适合的方法，表述相关操作操作l掌握用重结晶法对物质进行分离提纯的实验原掌握用重结晶法对物质进行分离提纯的实验原理和操作步骤理和操作步骤l熟悉过滤、结晶、洗涤结晶、干燥结晶等操作熟悉过滤、结晶、洗涤结晶、干燥结晶等操作l初步有通过对比检验物质纯度的意识初步有通过对比检验物质纯度的意识1.通过习题归纳相关物质分离提纯方法，并能在通过习题归纳相关物质分离提纯方法，并能在不同的习题情景中加以运用不同的习题情景中加以运用实验原理实验原理l补充关于溶解度的相关知识点，通过两道补充关于溶解度的相关知识点，通过两道简单的计算题、图表数据分析，帮助学生简单的计算题、图表数据分析，帮助学生理解相关原理。理解相关原理。l通过计算题的表述，要求学生初步归纳出通过计算题的表述，要求学生初步归纳出实验步骤，理解重结晶原理。实验步骤，理解重结晶原理。NoImage大量的大量的A和少量的和少量的B进行分离提纯进行分离提纯NoImage大量的大量的B和少量的和少量的A进行分离提纯进行分离提纯工业上生产硝酸钾是以工业上生产硝酸钾是以NaNO3和和KCl为原为原料，其原理为：料，其原理为：NaNO3+KCl=NaCl+KNO3。请你根据请你根据以下表中的数据分析工业制备以下表中的数据分析工业制备KNO3的原理为何可行？的原理为何可行？T()01020406080100120KNO3 13.320.9 31.645.863.9110169246KCl 27.631.0 34.037.040.045.551.156.7NaNO3 73808896104124148180NaCl 35.735.8 36.036.336.637.338.439.8四种盐四种盐在不同温度下的溶解度（在不同温度下的溶解度（g/100g水）水）以上反应所得产品以上反应所得产品KNO3 3是否纯净？含什么杂质离子？是否纯净？含什么杂质离子？KNO3和和NaCl()t/S/g物质物质102030608090 KNO320.931.645.8110169202 NaCl35.83636.337.338.439.0设有设有10gKNO3和和10gNaCl的混合物，要在的混合物，要在80将其溶解，需要加入水将其溶解，需要加入水 mL将该溶液蒸发浓缩至溶剂体积减半，此时是否将该溶液蒸发浓缩至溶剂体积减半，此时是否有晶体析出？是什么晶体？此时趁热过滤，滤有晶体析出？是什么晶体？此时趁热过滤，滤出的是什么？出的是什么？将滤液冷却至将滤液冷却至20，析出的晶体成分？，析出的晶体成分？KNO3 g，NaCl g27NaCl固体固体NoImage通过实验使学生有更深的感性认识：通过实验使学生有更深的感性认识：l蒸发结晶与蒸发浓缩冷却结晶的区别蒸发结晶与蒸发浓缩冷却结晶的区别l趁热过滤滤的是什么趁热过滤滤的是什么l如何洗涤晶体，如何选择洗涤剂如何洗涤晶体，如何选择洗涤剂l如何通过对比实验检验产品的纯度如何通过对比实验检验产品的纯度NoImageNoImageNoImageNoImageNoImageNoImageNoImage课后归纳和练习强化课后归纳和练习强化l关于物质分离提纯方法的归纳和习题拓展关于物质分离提纯方法的归纳和习题拓展是强化本实验效果，使实验复习系统化的是强化本实验效果，使实验复习系统化的重要途径。重要途径。l特别感谢白云中学张建国老师特别感谢白云中学张建国老师l 广雅中学卢永虹老师广雅中学卢永虹老师l欢迎大家提宝贵意见和交流。欢迎大家提宝贵意见和交流。