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51 第四课 无机化工──溴和碘的提取

免费读1264字2024-07-22

  老师:同学们,大家好,海洋中蕴藏着丰富的化学资源,今天我们将通过学习海水提锈和海带体点的生产过程,归纳物质制备或提取的一般方法,感悟化学原理在自然资源的开发利用中的重要作用。嗅和点与人类的生产生活有着密不可分的联系,应用于各个行业领域。当你按下胶片相机快门的时候,相片上的绣画营剑光分解得到我们常说的米片。碘除了在药物、材料等方面使用广泛,更为重要的是它还是人体必需的微量元素之一,参与人体甲状腺素的合成,我们可以从碘盐中补充适当的点。大家所看到的这些含锈或点的物质,其化工原料大都来自锈或点的单质。下面我们首先来复习他们的重要性质。

  老师:锈和点均属于卤族元素,其单质的性质符合卤素单质的相似性和递变规律,并存在一定的特殊性。锈是深红棕色的液体,而点则颜色更深,密度更大,是紫黑色的固体。这是一张实验室里用随风方式保存叶秀的图片,体现了秀一挥发的物理特性。我们再来看一张与点相关的图片。点固体加热后,我们看到了紫色的点蒸汽,这说明了点具有以升华的物理特性。上述两个特性均曾分别用于锈几点的分离。在溶解性方面,锈可溶于水,矮点微溶于水、稀锈水和稀点水肉眼很难区分,都是黄色饱和锈水因为含锈量高,一般为橙色,饱和碘水则为浅棕色。由于锈单质和点单质都是非即性分子,根据相式相容的原理均易溶于有机溶剂,例如四粒化碳或苯。正是由于溶解度大,溶解后溶液的颜色也相对水溶液更深。锈和点在四氯化碳溶液中的颜色分别是红棕色和紫色。秀和点的性质对于设计、工业制备的流程有着重要的指导作用。

  老师:锈有海洋元素支撑,99%的锈存在于海水中。海水中的锈主要以锈离子形式存在,每升海水溴含量只有约0.067克。海水中所含的各种元素一般具有储量大、浓度低的特点。通过蒸发浓缩后得到的苦鲁中锈离子的浓度从低浓度到较高浓度,这样对海水预处理的过程称之为溴元素的负极,可提高后续转化和提取过程的效率。溴离子转化到溴单质的过程需加入一定量的氧化剂。工业上综合考虑氧化效率及成本等多方面因素,常选取氯气做氧化剂。还在氧化溴离子之前,一般会加入一定量的硫酸将溶液酸化。这是为什么呢?

  老师:因为海水层弱碱性会消耗少量的氯气和锈,且氯气和锈也均会雨水发生可逆反应,酸性环境会抑制它们与海水的反应。提高氯气利用率的同时,也提高了锈单质的残绿。但浓缩后含锈的溶液中还含有众多干扰离子,很难一一除去。将锈丹至从溶液中提取出来是相对合理的方法。那如何提取?我们利用锈易挥发的特点,用热空气把锈从溶液中吹出来。上述过程实现了从溶液中将锈丹质提取出来的目的。此时吹出的锈和大量的空气及水蒸气混合在一起,较难分离。为得到纯度更高的金秀,工业上采取了以下方法。你是否明白每一步设计的目的是什么?

  老师:请写出提炼精秀过程中发生反应的化学方程式。

  老师:在整个过程中发生了两个化学反应,分别是含锈的空气被二氧化硫和水吸收反应生成硫酸

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