最后更新: 2025-10-26 10:23 查看: 80 次纠错评论(0) 课件开VIP

溴和碘

从海水中不仅可以获得氯碱工业的原料—氯化钠，还可提取溴、碘、镁、钾等多种物质。其中，溴和碘在陆地上的含量较少，主要是从海洋中提取。我们在掌握了氧化还原反应和离子反应的知识后，将继续学习从海洋中提取溴、碘单质等资源的一般方法和主要步骤，进而理解卤素单质活泼性的递变规律以及卤素离子的检验方法等，对以氯为代表的卤族元素的性质形成较为全面的认识。

## 卤素单质的性质
氯、溴、碘统称为卤素（通常还包含氟），因为他们都是从海洋里获取（大家常吃的卤菜就是腌制菜，主要使用食盐）。卤元素的单质都是双原子分子，随着相对分子质量的增大，它们的物理性质呈现规律性的变化。

常温常压下，溴是深棕红色液体，密度比水大，容易挥发，具有强烈的腐蚀性，所以把溴存放在试剂瓶里时应密封保存，同时需要在瓶中加一些水覆盖，以减少溴的挥发。
常温常压下，碘是紫黑色固体，几乎不溶于水，但能溶于酒精，形成碘酒。常压下固体碘受热易升华，蒸气遇冷，重新凝聚成固体。碘还能使淀粉溶液变蓝色，这一特征反应常用于检验碘单质。

![图片](/uploads/2025-10/ef94e5.jpg)
 
 氯、溴、碘 物理特性
 ![图片](/uploads/2025-10/d9d1dd.jpg)
 
**溴、碘在有机溶剂中的溶解度比它们在水中的溶解度大得多**。利用这一性质，可以用有机溶剂把溴或碘从水溶液中提取出来。溴和碘在不同溶剂中的颜色如表2.2所示。

![图片](/uploads/2025-10/a45666.jpg)
 
 
 卤素单质的化学性质有相似之处，都容易形成—1价的离子，但卤素单质的活泼性有一定的差异，我们可以通过实验来进行比较
 
**实验** 比较氯、溴、碘单质的活泼性 我们可以通过一种元素的单质能否把另一种元素的单质从它的化合物中置 换出来，来推断它们的活泼性。Cl₂ 、Br₂和  I₂ 的活泼性？你能设计实验方案进行探究吗？

现有氯水、溴水、碘水、氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液和四氯化碳等试剂，请根据编号1的提示，设计其他实验来比较卤素单质的活泼性顺序

> **结论：根据实验结果，氯、溴、碘单质的活泼性（即氧化性强弱）顺序为：氯 > 溴 > 碘**

## 溴和碘的提取
目前，从海洋中提取的两类物质有：一类是海水中含量较高，提取成本相对较低的物质，如镁、钾等；另一类是陆地上含量极少，只能从海洋中提取的物质，如溴、碘等。

地球上 $99 \%$ 的溴元素分布在海洋中。从海水中提取溴，一般要经过浓缩、氧化和提取三个步骤。

苦卤（海水提盐后的母液）是海水制盐工业的副产物，其中溴离子的含量较海水而言已提高很多，可直接用作提取溴的原料。要将海水中的溴离子氧化成溴单质，常用的氧化剂是氯气。氯气通入苦卤中，将溴离子转化为溴单质。

$$
\mathrm{Cl}_2+2 \mathrm{Br}^{-}=2 \mathrm{Cl}^{-}+\mathrm{Br}_2
$$

反应生成的溴仍然溶解在苦卤中，怎样才能将溴提取出来呢？根据溴的沸点比水低的性质，可以向溶液中鼓人热空气或水蒸气，使溴和水蒸气一起挥发出来，冷凝后得到含有杂质的粗溴，其主要流程如图 2.19 所示。再将粗溴精制，就可以得到高纯度的溴单质。

![图片](/uploads/2025-10/5f5e36.jpg)
 
 在工业上，大量的溴被用来制造燃料的抗爆剂；在农业生产中，含溴元素的杀虫剂被广泛使用；在医药方面，溴化钠、溴化钾常被用作镇静剂；此外，溴化银见光容易分解，可被用作感光材料。

虽然海洋中碘的总量不少，但由于海水中碘的浓度很低，工业上一般不直接从海水中提取碘。海洋中的海带等海藻类植物具有富集碘的能力，海带或海带灰在水中浸泡时，所含的I—进入水中，然后再用氯气氧化得到碘单质。这是工业上获取碘的重要途径，其主要流程如图2.20所示

**目前工业上从海带中提取碘时，选用离子交换法处理含碘离子的溶液，这样能提高碘的提取效率。**

### 海水中镁的提取
除卤素之外，海洋中还蕴藏着多种金属元素的资源。例如，海水中镁的含量仅次于氯和钠，位居第三，总储量约为 $1.8 \times 10^{15} \mathrm{t}$ 。从海水中提取镁的流程是：先将石灰乳加入海水沉淀池中，生成氢氧化镁沉淀，以此达到富集镁离子的目的；然后用盐酸将沉淀溶解，得到氯化镁溶液，通过蒸发浓缩，可获得六水合氯化镁晶体（ $\mathrm{MgCl}_2 \cdot 6 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}$ ）；再将六水合氯化镁在一定条件下加热脱水，生成无水氯化镁；电解熔融的氯化镁便可得到金属镁。

## 卤素离子的检验
**实验** 把少量硝酸银溶液分别滴入盛有氯化钠溶液、溴化钠溶液和碘化钾溶液的3 支试管中，再向3支试管中各加入少量稀硝酸，观察实验现象。

在上述反应中，3支试管里的氯化钠、溴化钠、碘化钾分别与硝酸银反应，生成了相应的卤化银沉淀。卤化银的颜色分别为白色、浅黄色、黄色，且均不溶于稀硝酸。利用上述反应现象，可以鉴别卤素离子。

![图片](/uploads/2025-10/31ef60.jpg)
 
 $$
 \begin{aligned}
\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{Cl}^{-} = \mathrm{AgCl} \downarrow \\
\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{Br}^{-}= \mathrm{AgBr} \downarrow \\
\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{I}^{-} = \mathrm{AgI} \downarrow
\end{aligned}
$$

#### $\mathrm{Ag}^{+}$与 $\mathrm{CO}_3^{2-}$ 的反应

$\mathrm{Ag}^{+}$离子与 $\mathrm{CO}_3^{2-}$ 离子也会反应生成 $\mathrm{Ag}_2 \mathrm{CO}_3$沉淀： $2 \mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{CO}_3^{2-}= \mathrm{Ag}_2 \mathrm{CO}_3 \downarrow$ 。但 $\mathrm{Ag}_2 \mathrm{CO}_3$ 溶于稀硝酸： $\mathrm{Ag}_2 \mathrm{CO}_3+ 2 \mathrm{H}^{+}=2 \mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}+ \mathrm{CO}_2 \uparrow$ 。

`例`海洋中化学资源的综合利用包含许多方面。图2.21所示的是从海水中提取粗盐和溴的一种流程。

![图片](/uploads/2025-10/8cb7e1.jpg)
 
 （1） 利用蒸馏法淡化海水，处理后得到的A和B分别是什么物质？
 （2） 经过步骤Ⅰ后已经获得了粗溴，步骤Ⅱ、Ⅲ又将起到什么作用？
 （3）  步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可以达到95%。在该反应中，SO2起到什么作用？

解：
（1）  蒸馏法淡化海水后，产物除了淡水还有结晶产生的粗盐和苦卤。
 A通过化学反应生成Cl2 ，因此可判断A为粗盐，B为苦卤。

（2）  虽然步骤Ⅰ已得到粗溴，但此时Br2的浓度较低，需要富集处
理，通过步骤Ⅱ、Ⅲ可以得到高纯度的溴单质。
 （3）  在步骤Ⅱ中，Br2转化为HBr。溴元素的化合价由0降低为—1价，可判断Br2为氧化剂，则SO2为还原剂，起到还原作用。

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