2.3 溴和碘的提取:工业富集与家族内斗

👨‍🏫 私教课代表:
ZRH,卤素家族(氟 $\ce{F}$、氯 $\ce{Cl}$、溴 $\ce{Br}$、碘 $\ce{I}$)就是一个黑帮。越往下的元素,体积越大,抢夺电子的能力越弱。
江湖铁律(置换法则):大哥能抢小弟的钱,小弟绝对抢不了大哥的。
$\ce{Cl2}$ 可以把 $\ce{Br-}$ 和 $\ce{I-}$ 里的电子抢过来,逼它们现出原形。我们从海水中提炼溴,靠的就是这招“黑吃黑”!
溯源本质
实战 SOP
变式挑战

氧化性(抢电子能力)鄙视链

$\ce{Cl2} > \ce{Br2} > \ce{I2}$

工业应用直觉:只要我往海水(含有大量 $\ce{Cl-}$ 和微量 $\ce{Br-}$)里通入氯气,就能把隐藏的溴离子逼出来!

海水提溴 SOP:四级工业流水线

海水里的溴太稀了,直接提取成本极高。化工厂采用“空气吹出法”进行富集(浓度放大):

1
氧化(逼出原形):往浓缩海水中通入氯气。
$\ce{Cl2 + 2Br- -> 2Cl- + Br2}$
2
吹出(气液分离):通入热空气和水蒸气,把挥发性的溴单质吹到吸收塔里。
3
吸收(化学死锁,极其关键!):用二氧化硫水溶液把吹出来的溴重新变成离子状态,达到“浓缩”的目的。
$\ce{SO2 + Br2 + 2H2O -> H2SO4 + 2HBr}$
4
蒸馏(二次提取):对浓缩后的溶液再次通入氯气氧化,然后通过蒸馏塔得到纯净的溴。

变式挑战:海带提碘的陷阱

提取碘的流程是:海带 $\ce{->}$ 灼烧成灰 $\ce{->}$ 浸泡 $\ce{->}$ 氧化 $\ce{->}$ 萃取。请看考点:

陷阱 1:灼烧仪器

题目:灼烧海带时,应该在烧杯中进行。对吗?

陷阱 2:检验绝招

题目:如何证明某溶液中含有单质碘($\ce{I2}$)?