《微项目海带提碘与海水提溴―体验元素性质递变规律的实际应用》原子结构元素周期律PPT

《微项目海带提碘与海水提溴—体验元素性质递变规律的实际应用》原子结构元素周期律PPT

第一部分内容：必备知识·素养奠基

1.同周期同主族元素性质的递变规律。

(1)同周期元素从左到右,金属性逐渐_____,非金属性逐渐_____。

(2)同主族元素从上到下,金属性逐渐_____,非金属性逐渐_____。

2.Br2、I2的性质。

(1)Br2、I2的物理性质

(2)溴、碘及其化合物的性质

①溴单质具有氧化性,能将碘化钾溶液中的碘置换出来,反应的化学方程式为__________________。

②在水溶液中,溴离子能与银离子反应,生成难溶于水和稀硝酸的_____色溴化银沉淀。反应的离子方程式为_________________,实验室常用硝酸银溶液和稀硝酸来检验Br-。

③在水溶液中,碘离子能与银离子反应,生成难溶于水和稀硝酸的___色碘化银沉淀。反应的化学方程式为________________________,实验室常用硝酸银溶液和稀硝酸来检验I-。

④淀粉遇I2变_____,该性质可用于检验I2。

3.物质分离的一种方法:萃取和分液。

(1)萃取

①利用某种溶质在两种_________的溶剂里溶解能力的不同,用一种溶剂(萃取剂)将其从原溶剂中提取出来的方法叫萃取。

②萃取后,可以用分液漏斗把_________的两种液体分开,从而达到分离的目的。

(2)操作步骤

(3)注意事项

①萃取剂必须具备的三个条件:

萃取剂和原溶剂互不相溶、不反应;

萃取剂和溶质互不发生反应;

溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。

②萃取和分液的主要仪器是分液漏斗。

4.物质分离提纯的基本思路。

【情境·思考】

很多家庭都有如图这样的瓶子,这是把人参、枸杞、灵芝、鹿茸等中药材放在酒中进行泡制,一段时间以后倒出饮用,有舒筋活血之功效,你知道药材放在酒中泡制的原理吗?

提示:泡制药酒从化学上解释实际上属于固液萃取,中药材中的有效成分在泡制过程中转移到酒精中,通过饮用药酒达到一定药效。

... ... ...

微项目海带提碘与海水提溴体验元素性质递变规律的实际应用PPT，第二部分内容：关键能力·素养奠基

项目活动1:海带提碘

碘单质在日常生产和生活中有非常重要的应用,其中碘酒、碘伏等均是应用广泛的消毒剂。碘酒的主要成分是碘、乙醇、碘化钾,是一种外用的药,可以对皮肤进行消毒处理。碘伏的主要成分是单质碘与聚乙烯吡咯酮(Povidone)的不定型结合物,能够杀灭芽孢、原虫、病毒、真菌、细菌,挫伤、擦伤、切割伤、冻伤、烧伤等各种外伤都可以利用碘伏进行处理。

既然碘的用途这么广泛,那么碘是从哪种物质中提取的呢?如何提取碘?

【活动探究】

1.实验药品

碘化钾溶液、氯水、溴水、四氯化碳

2.实验方案:

(1)在一支试管中加入2～3 mL KI溶液,滴加少量新制氯水,再滴加少量CCl4,振荡,静置。

现象及结论:液体分层,上层为无色溶液,下层为紫红色液体。反应的化学方程式为Cl2+2KI====2KCl+I2。

(2)在一支试管中加入2～3 mL KI溶液,滴加少量新制溴水,再滴加少量CCl4,振荡,静置。 

(3)结论:通过以上两个实验可以说明非金属性大小关系为Cl2>I2,Br2>I2,所以从海带中提取碘单质,选用氯水、溴水作氧化剂均可以。

【思考讨论】

(1)通过什么反应可证明氧化性Br2>I2?写出化学方程式。

提示:Br2+2KI====2KBr+I2。 

(2)如何证明溶液中含有I-?

提示:取溶液加入AgNO3溶液和稀HNO3或加入氯水和淀粉溶液或加入氯水和CCl4溶液。

(3)通过什么反应证明还原性I->Cl-?

提示:Cl2+2KI====I2+2KCl。 

【探究总结】

1.萃取和分液的原理和操作注意事项

(1)原理

利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解性不同,用一种溶剂把溶质从另一种溶剂里提取出来。

(2)分液操作的注意问题。

①分液漏斗使用前要检验是否漏水。

②倒转分液漏斗时,应关闭玻璃塞和活塞,防止液体流出,并且要不时旋开活塞放气,以防止分液漏斗内压强过大引起危险。 

③分液时要将分液漏斗颈上的玻璃塞打开,或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔,保证漏斗内与外界大气相通,同时漏斗下端管口要紧贴烧杯内壁,从而使液体顺利流下。

④下层液体要从下口放出,上层液体要从漏斗上口倒出。

2.海带提碘的流程如下

3.反萃取法:将富集在有机溶剂中的单质利用化学方法重新富集在水中的方法。

【迁移应用】

1.下列各项操作,错误的有(　　)

A.用乙醇萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗

B.进行分液时,分液漏斗中的下层液体,从下端流出,上层液体则从上口倒出

C.萃取、分液前需对分液漏斗检漏

D.为保证分液漏斗内的液体顺利流出,需将上面的塞子拿下 

【解析】选A。乙醇与水互溶,因此不能用乙醇萃取溴水中的溴。

2.(原创题)下列关于从海带中提取碘单质的说法中正确的是(　　)

A.海带中提碘包括浸取、过滤、氧化三个步骤

B.海带提碘选取的氧化剂可以是溴单质

C.反萃取法就是将有机溶剂中的碘单质溶于水的过程

D.反萃取法中碘单质与浓氢氧化钠反应的化学方程式为I2+2NaOH====NaI+NaIO+H2O

【解析】选B。A中缺少萃取的步骤;由于溴单质的氧化性强于碘单质,所以海带提碘选取的氧化剂可以是溴单质,B正确;C中反萃取法就是将有机溶剂中的碘单质溶于NaOH等发生化学反应变成含碘化合物溶解在水中的过程;D中碘单质与浓氢氧化钠反应的化学方程式为3I2+6NaOH====5NaI+NaIO3+3H2O。

3.某同学为了验证海带中含有碘,拟进行如下实验,请回答相关问题:

(1)第1步:灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的实验仪器有哪些?(请从以下仪器中选择)

A.试管　B.瓷坩埚　C.坩埚钳　D.铁三角架

E.泥三角　F.酒精灯　G.烧杯

提示:根据灼烧时需要的仪器可以分析,使用的仪器主要有BCDEF。

(2)第2步:I-溶液的获取,操作是什么?

提示:将灰烬转移到烧杯中,加适量蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,过滤。 

(3)第3步:氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用_____________(从浓H2SO4、新制氯水、KMnO4、H2O2四种试剂中选择)。理由是什么? 

提示:选择H2O2。原因是过氧化氢是绿色氧化剂,在氧化过程中不引入杂质,不产生污染(不会进一步氧化单质碘)。

(4)第4步:碘单质的检验。请说出检验碘单质的具体操作。

提示:取少量第3步的溶液,滴加淀粉溶液,如果溶液显蓝色,则证明海带中有碘。 

... ... ...

微项目海带提碘与海水提溴体验元素性质递变规律的实际应用PPT，第三部分内容：课题探究·素养提升

课题任务:探究同周期、同主族元素性

质周期性变化规律

【情境创设】

元素周期律指元素的性质随着元素的原子序数(即原子核外电子数或核电荷数)的递增呈周期性变化的规律。元素周期律的发现是化学系统化过程中的一个重要里程碑。

元素周期表是学习和研究化学的一种重要工具。元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映了元素之间的内在联系,是对元素的一种很好的自然分类。我们可以利用元素的性质、元素在周期表中的位置和元素的原子结构三者之间的密切关系来指导我们对化学的学习研究。

了解同周期和主族元素性质的递变规律,体会元素周期律(表)在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用,是高中化学的重要任务。

【素养解读】

1.核心素养:

宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识物质的多样性,并对物质进行分类;能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

2.素养目标:通过该探究课题的学习,认识元素周期律的基本内容,激发学生的科学探究精神,认识化学对创造物质世界的巨大贡献,增强社会责任感。

【素养探究】

【探究一】实验探究同周期、同主族元素性质递变规律

某同学为了探究元素非金属性递变规律,设计了如下实验。

根据强酸制弱酸的原理,所选物质要既能证明同族元素性质递变规律,又能证明同周期元素性质递变规律。

所给试剂(供选择):

稀盐酸、稀硝酸(易挥发)、稀硫酸、NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3、CaCO3、Na2SiO3溶液、Ca(ClO)2溶液。

查阅资料:

(1)较强酸与较弱酸的盐反应生成较弱酸和较强酸盐。

(2)H2SiO3是一种白色胶状沉淀。

(3)硝酸易挥发出HNO3气体。

请你帮他完成实验的探究过程。

1.实验目的的确立

由信息“根据强酸制弱酸的原理,所选物质要既能证明同族元素性质递变规律,又能证明同周期元素性质递变规律”可知。

实验目的:__________________________________________。

2.探究实验设计思路分析

【素养评价】

1.宏观辨识——水平1:能从物质的类别入手,结合判断非金属性强弱的方法,确立实验目的,选择所用试剂。

2.科学探究——水平2:能根据实验原理设计简单实验,客观记录实验现象,并作出解释。

3.科学探究——水平3:能根据假设提出实验方案,独立完成实验,基于现象和数据进行分析,得出结论并交流。

4.科学探究——水平4:能对实验中异常现象提出质疑和新的实验设想,并进一步付诸实施。

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第一部分内容：必备知识·素养奠基

1.同周期同主族元素性质的递变规律。

(1)同周期元素从左到右,金属性逐渐_____,非金属性逐渐_____。

(2)同主族元素从上到下,金属性逐渐_____,非金属性逐渐_____。

2.Br2、I2的性质。

(1)Br2、I2的物理性质

(2)溴、碘及其化合物的性质

①溴单质具有氧化性,能将碘化钾溶液中的碘置换出来,反应的化学方程式为__________________。

②在水溶液中,溴离子能与银离子反应,生成难溶于水和稀硝酸的_____色溴化银沉淀。反应的离子方程式为_________________,实验室常用硝酸银溶液和稀硝酸来检验Br-。

③在水溶液中,碘离子能与银离子反应,生成难溶于水和稀硝酸的___色碘化银沉淀。反应的化学方程式为________________________,实验室常用硝酸银溶液和稀硝酸来检验I-。

④淀粉遇I2变_____,该性质可用于检验I2。

3.物质分离的一种方法:萃取和分液。

(1)萃取

①利用某种溶质在两种_________的溶剂里溶解能力的不同,用一种溶剂(萃取剂)将其从原溶剂中提取出来的方法叫萃取。

②萃取后,可以用分液漏斗把_________的两种液体分开,从而达到分离的目的。

(2)操作步骤

(3)注意事项

①萃取剂必须具备的三个条件:

萃取剂和原溶剂互不相溶、不反应;

萃取剂和溶质互不发生反应;

溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。

②萃取和分液的主要仪器是分液漏斗。

4.物质分离提纯的基本思路。

【情境·思考】

很多家庭都有如图这样的瓶子,这是把人参、枸杞、灵芝、鹿茸等中药材放在酒中进行泡制,一段时间以后倒出饮用,有舒筋活血之功效,你知道药材放在酒中泡制的原理吗?

提示:泡制药酒从化学上解释实际上属于固液萃取,中药材中的有效成分在泡制过程中转移到酒精中,通过饮用药酒达到一定药效。

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微项目海带提碘与海水提溴体验元素性质递变规律的实际应用PPT，第二部分内容：关键能力·素养奠基

项目活动1:海带提碘

碘单质在日常生产和生活中有非常重要的应用,其中碘酒、碘伏等均是应用广泛的消毒剂。碘酒的主要成分是碘、乙醇、碘化钾,是一种外用的药,可以对皮肤进行消毒处理。碘伏的主要成分是单质碘与聚乙烯吡咯酮(Povidone)的不定型结合物,能够杀灭芽孢、原虫、病毒、真菌、细菌,挫伤、擦伤、切割伤、冻伤、烧伤等各种外伤都可以利用碘伏进行处理。

既然碘的用途这么广泛,那么碘是从哪种物质中提取的呢?如何提取碘?

【活动探究】

1.实验药品

碘化钾溶液、氯水、溴水、四氯化碳

2.实验方案:

(1)在一支试管中加入2～3 mL KI溶液,滴加少量新制氯水,再滴加少量CCl4,振荡,静置。

现象及结论:液体分层,上层为无色溶液,下层为紫红色液体。反应的化学方程式为Cl2+2KI====2KCl+I2。

(2)在一支试管中加入2～3 mL KI溶液,滴加少量新制溴水,再滴加少量CCl4,振荡,静置。 

(3)结论:通过以上两个实验可以说明非金属性大小关系为Cl2>I2,Br2>I2,所以从海带中提取碘单质,选用氯水、溴水作氧化剂均可以。

【思考讨论】

(1)通过什么反应可证明氧化性Br2>I2?写出化学方程式。

提示:Br2+2KI====2KBr+I2。 

(2)如何证明溶液中含有I-?

提示:取溶液加入AgNO3溶液和稀HNO3或加入氯水和淀粉溶液或加入氯水和CCl4溶液。

(3)通过什么反应证明还原性I->Cl-?

提示:Cl2+2KI====I2+2KCl。 

【探究总结】

1.萃取和分液的原理和操作注意事项

(1)原理

利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解性不同,用一种溶剂把溶质从另一种溶剂里提取出来。

(2)分液操作的注意问题。

①分液漏斗使用前要检验是否漏水。

②倒转分液漏斗时,应关闭玻璃塞和活塞,防止液体流出,并且要不时旋开活塞放气,以防止分液漏斗内压强过大引起危险。 

③分液时要将分液漏斗颈上的玻璃塞打开,或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔,保证漏斗内与外界大气相通,同时漏斗下端管口要紧贴烧杯内壁,从而使液体顺利流下。

④下层液体要从下口放出,上层液体要从漏斗上口倒出。

2.海带提碘的流程如下

3.反萃取法:将富集在有机溶剂中的单质利用化学方法重新富集在水中的方法。

【迁移应用】

1.下列各项操作,错误的有(　　)

A.用乙醇萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗

B.进行分液时,分液漏斗中的下层液体,从下端流出,上层液体则从上口倒出

C.萃取、分液前需对分液漏斗检漏

D.为保证分液漏斗内的液体顺利流出,需将上面的塞子拿下 

【解析】选A。乙醇与水互溶,因此不能用乙醇萃取溴水中的溴。

2.(原创题)下列关于从海带中提取碘单质的说法中正确的是(　　)

A.海带中提碘包括浸取、过滤、氧化三个步骤

B.海带提碘选取的氧化剂可以是溴单质

C.反萃取法就是将有机溶剂中的碘单质溶于水的过程

D.反萃取法中碘单质与浓氢氧化钠反应的化学方程式为I2+2NaOH====NaI+NaIO+H2O

【解析】选B。A中缺少萃取的步骤;由于溴单质的氧化性强于碘单质,所以海带提碘选取的氧化剂可以是溴单质,B正确;C中反萃取法就是将有机溶剂中的碘单质溶于NaOH等发生化学反应变成含碘化合物溶解在水中的过程;D中碘单质与浓氢氧化钠反应的化学方程式为3I2+6NaOH====5NaI+NaIO3+3H2O。

3.某同学为了验证海带中含有碘,拟进行如下实验,请回答相关问题:

(1)第1步:灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的实验仪器有哪些?(请从以下仪器中选择)

A.试管　B.瓷坩埚　C.坩埚钳　D.铁三角架

E.泥三角　F.酒精灯　G.烧杯

提示:根据灼烧时需要的仪器可以分析,使用的仪器主要有BCDEF。

(2)第2步:I-溶液的获取,操作是什么?

提示:将灰烬转移到烧杯中,加适量蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,过滤。 

(3)第3步:氧化。操作是依次加入合适的试剂。下列氧化剂最好选用_____________(从浓H2SO4、新制氯水、KMnO4、H2O2四种试剂中选择)。理由是什么? 

提示:选择H2O2。原因是过氧化氢是绿色氧化剂,在氧化过程中不引入杂质,不产生污染(不会进一步氧化单质碘)。

(4)第4步:碘单质的检验。请说出检验碘单质的具体操作。

提示:取少量第3步的溶液,滴加淀粉溶液,如果溶液显蓝色,则证明海带中有碘。 

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微项目海带提碘与海水提溴体验元素性质递变规律的实际应用PPT，第三部分内容：课题探究·素养提升

课题任务:探究同周期、同主族元素性

质周期性变化规律

【情境创设】

元素周期律指元素的性质随着元素的原子序数(即原子核外电子数或核电荷数)的递增呈周期性变化的规律。元素周期律的发现是化学系统化过程中的一个重要里程碑。

元素周期表是学习和研究化学的一种重要工具。元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映了元素之间的内在联系,是对元素的一种很好的自然分类。我们可以利用元素的性质、元素在周期表中的位置和元素的原子结构三者之间的密切关系来指导我们对化学的学习研究。

了解同周期和主族元素性质的递变规律,体会元素周期律(表)在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用,是高中化学的重要任务。

【素养解读】

1.核心素养:

宏观辨识与微观探析:能从不同层次认识物质的多样性,并对物质进行分类;能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

2.素养目标:通过该探究课题的学习,认识元素周期律的基本内容,激发学生的科学探究精神,认识化学对创造物质世界的巨大贡献,增强社会责任感。

【素养探究】

【探究一】实验探究同周期、同主族元素性质递变规律

某同学为了探究元素非金属性递变规律,设计了如下实验。

根据强酸制弱酸的原理,所选物质要既能证明同族元素性质递变规律,又能证明同周期元素性质递变规律。

所给试剂(供选择):

稀盐酸、稀硝酸(易挥发)、稀硫酸、NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3、CaCO3、Na2SiO3溶液、Ca(ClO)2溶液。

查阅资料:

(1)较强酸与较弱酸的盐反应生成较弱酸和较强酸盐。

(2)H2SiO3是一种白色胶状沉淀。

(3)硝酸易挥发出HNO3气体。

请你帮他完成实验的探究过程。

1.实验目的的确立

由信息“根据强酸制弱酸的原理,所选物质要既能证明同族元素性质递变规律,又能证明同周期元素性质递变规律”可知。

实验目的:__________________________________________。

2.探究实验设计思路分析

【素养评价】

1.宏观辨识——水平1:能从物质的类别入手,结合判断非金属性强弱的方法,确立实验目的,选择所用试剂。

2.科学探究——水平2:能根据实验原理设计简单实验,客观记录实验现象,并作出解释。

3.科学探究——水平3:能根据假设提出实验方案,独立完成实验,基于现象和数据进行分析,得出结论并交流。

4.科学探究——水平4:能对实验中异常现象提出质疑和新的实验设想,并进一步付诸实施。