高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第二单元 钠、镁及其化合物 2.2.4 镁的提取及应用课件1 苏教必修1.ppt

第四课时　镁的提取与应用1．了解镁的存在，掌握从海水中提取镁的工业原理2．掌握镁的主要性质3．了解镁的应用，体会化学知识与生产、生活的密切联系一、一、镁的提取的提取1．镁的存在：自然界中的镁主要以 的形式存在于地壳和海水中海水中镁的总储量约为1.8×1015吨化合化合态2 2．．镁的提取的提取从海水中提取镁，步骤如下：(1)煅烧海边贝壳( )，制成石灰乳化学方程式：CaCO3 CaO＋CO2↑，CaO＋ ===Ca(OH)2↓2)将石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀化学方程式：MgCl2＋Ca(OH)2=== ＋ ，该反应实质上是Mg2＋与OH－结合生成Mg(OH)2沉淀的反应，离子方程式：Mg2＋＋Ca(OH)2===Ca2＋＋Mg(OH)2↓3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，该反应实质上是 与 反应生成Mg2＋与H2O，离子方程式：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。

所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)，然后在氯化氢气流中加热，转化成氯化镁化学方程式：MgCl2·6H2O (4)电解熔融 制得金属镁化学方程式：MgCl2 ＋ 石灰石石灰石H2OMg(OH)2↓CaCl2Mg(OH)2H＋＋MgCl2＋＋6H2O↑氯化化镁MgCl2↑高温 1.能否采用直接电解Mg(OH)2的方法来制镁？ 【提示】　不能Mg(OH)2受热易分解生成MgO而氧化镁耐高温，熔点很高，电解耗能太大，反应要求的条件也高二、二、镁的性的性质1．镁的物理性质镁是 的金属，密度较 (1.74 g·cm－3)，有较强的韧性、延展性、是电和热的 导体硬度、熔点、沸点介于钠、铝之间2．镁的原子结构镁的原子结构示意图为 。

由其结构可知，镁原子容易 最外层的 电子，形成镁离子因此，镁是活泼的金属，在自然界中主要以 存在 银白色白色小小良良失去失去2个个化合化合态3．镁的化学性质镁的化学性质活泼，可与活泼非金属、酸等发生反应1)镁与非金属单质反应①镁与氧气的反应： ②镁与氯气、氮气的反应，化学方程式分别为：Mg＋Cl2 3Mg＋N2 2)镁与酸的反应把一小段擦去氧化膜的镁条放入一定量的稀硫酸中，镁条上有气泡产生，这是因为镁与酸所电离的H＋发生氧化还原反应，把H＋还原成氢气化学方程式：Mg＋H2SO4(稀)===MgSO4＋H2↑，离子方程式为 (3)镁与某些氧化物的反应 将燃着的镁条伸入盛满二氧化碳的集气瓶中，镁条 燃烧，发生耀眼的 ，瓶内壁上有 物质生成。

化学方程式：2Mg＋CO2 2Mg＋＋O2 2MgOMgCl2,Mg3N2Mg＋＋2H＋＋===Mg2＋＋＋＋H2↑白光白光黑色黑色2MgO＋＋C剧烈烈 2.二氧化碳通常用来灭火，是否它不能支持任何物质的燃烧？【提示】　否CO2虽然有惰性，但是它能支持镁条的燃烧，且反应剧烈三、三、镁及其化合物的重要用途及其化合物的重要用途1．镁的用途(1)镁能与铜、铝、锡、锰、钛等形成许多合金(约含镁80%)虽然镁合金的密度只有1.8 g·cm-3左右，但硬度和强度都较大，因此被大量用于制造 、 和 的部件等因此，镁被誉为“国防金属”2)由于镁燃烧发出耀眼的 ，因此常用来制造 和 2．氧化镁的用途：氧化镁的熔点高达2 800 ℃，是优质的耐高温材料火箭火箭导弹飞机机白光白光信号信号弹焰火焰火一、一、镁的提取的提取 如何从海水中提取得到镁？[师生互动]【提示】　海水提取镁的过程 镁的提取过程中涉及哪些化学反应？请用化学方程式(离子方程式)表示。

[学生交流]【提示】　CaCO3 CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2↓[Mg2＋＋Ca(OH)2===Ca2＋＋Mg(OH)2↓]2HCl＋Mg(OH)2===MgCl2＋2H2O[Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O]MgCl2 Mg＋Cl2↑海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：(1)若在空气中加热MgCl2·6H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式：__________________________________________________________2)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤_______________________________________________________3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：溶解时： ____________________________________________。

过滤时： ________________________________________________蒸发时： ________________________________________________【思路指引】　本题考查了书写化学方程式的能力与镁的化合物的相关知识，只有掌握了从海水中提取镁的知识，才能作答解析】　(1)由元素守恒可知，MgCl2·6H2O受热分解除产生MgO或Mg(OH)Cl外，还有HCl和H2O生成2)由于Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水，故除去Mg(OH)2中的Ca(OH)2，需加入使Ca(OH)2转化为易溶于水的物质，经搅拌、过滤、洗涤便可达到目的一般选用MgCl2或Mg(NO3)2溶液 1.海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一从海水中提取镁，可按以下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶过滤、干燥产物；④将得到的产物熔融后电解关于提取镁，下列说法不正确的是(　　)A．此法的优点之一是原料来源丰富B．进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2C．第④步电解时会产生氯气D．以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应和置换反应 【解析】　提取镁的过程中发生的反应有：CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O===Ca(OH)2；Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2；Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；MgCl2Mg＋Cl2↑；此过程中不涉及置换反应。

答案】　D二、二、镁的性的性质及及应用用 镁在空气中燃烧能观察到什么现象？[师生互动]【提示】　镁能剧烈燃烧，且产生耀眼的白光，并且伴有大量的白烟 镁是较活泼的金属，易被氧化，为什么镁又有抗腐蚀的性能？[学生交流]【提示】　因为镁能被氧气氧化生成MgO，覆盖在镁的表面，阻止内部金属进一步被氧化，从而起到保护性作用故镁有一定抗腐蚀性 为什么镁被称为“国防金属”？[学生交流]【提示】　镁能与铜、铝、锡、锰、钛等形成许多合金(约含镁80%)虽然镁合金的密度只有1.8 g·cm－3左右，但硬度和强度都较大，因此被大量用于制造火箭、导弹、飞机的部件等因此，镁被誉为“国防金属” 将相同质量的镁条分别在①氧气　②空气　③氮气　④二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是(　　)A．②<①<③<④　　　　B．④＝①＝②＝③C．③<②<①<④ D．③<①<②<④【思路指引】　可以设镁的物质的量均为1 mol。

根据Mg与O2、CO2、N2反应的化学方程式分别计算出所得固体的质量，再进行比较 【答案】　C【题外小说明】　空气中主要成分是N2和O2，因此Mg在空气中燃烧时，可不考虑2Mg＋CO2===2MgO＋C的反应 2.铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等下列与这些用途无关的性质是(　　)A．不易生锈　　 B．导电性好C．密度小 D．强度高【解析】　建筑装潢材料属于长期使用的材料，其不易生锈、强度高、密度小等性能，都有利于建筑物的长久、安全使用但建筑装潢材料没有必要要求导电性好，相反，建筑装潢材料导电性好不利于建筑物的安全使用，因为它导致建筑物遭雷击答案】　B一、一、镁条在空气中燃条在空气中燃烧的生成物的生成物空气的主要成分有N2、O2，另外含有少量的CO2等镁条在空气中燃烧时，不仅跟O2反应，还能跟N2和CO2反应：2Mg＋O2 2MgO3Mg＋N2 Mg3N2(属离子晶体)2Mg＋CO2 2MgO＋C所以镁条在空气中燃烧的生成物有MgO、Mg3N2和C。

由上述可知，1 mol Mg分别在①N2　②O2　③CO2三种气体中充分燃烧后，固体质量增加关系为③>②>①同理可讨论足量的镁条分别在等体积(相同条件下)N2、空气、O2、CO2中充分反应后固体质量增加的关系二、二、镁及其化合物及其化合物间的的转化关系化关系 (1)Mg与CO2的反应是典型的置换反应，Mg作还原剂，CO2作氧化剂2)K、Ca、Na等还原剂更强的金属，在点燃的条件下更易在CO2气体中燃烧，当K、Ca、Na、Mg等金属失火后，不能用含CO2或H2O的灭火剂灭火所以“二氧化碳不能助燃”的说法不是绝对的，二氧化碳对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物是助燃剂1．下列关于镁元素及其单质的说法中，不正确的是(　　)A．镁在常温下能与氧气反应，生成氧化镁保护膜B．镁在自然界中只有化合态，没有游离态C．镁能在氯气、二氧化碳中燃烧，这说明不只是氧气才有助燃性D．镁的化学性质很活泼，能与O2、Cl2、N2及酸、碱发生反应【答案】　D2．近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。

绿色化学”要求以经济、环保和技术上设计可行的化学反应据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行并且符合“绿色化学”要求的方案是(　　)A．MgHNO3,Mg(NO3)2B．MgCl2,MgCl2NaOH,Mg(OH)2稀HNO3,Mg(NO3)2C．MgO2,MgO稀HNO3,Mg(NO3)2D．Mg浓H2SO4,MgSO4Ba(NO3)2溶液,Mg(NO3)2【解析】　A选项会产生有毒气体NOx，D选项会产生有毒气体SO2；B选项步骤多，不经济；只有C选项符合“绿色化学”要求答案】　C3．从海水中可提取各种化工产品，下图是工业上对海水的一种综合利用的流程图：(1)在实验室进行过滤所需要的玻璃仪器为烧杯、______、______；(2)在粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42－等杂质，精制时所用的试剂为：A．盐酸 B．氯化钡溶液C．氢氧化钠溶液 D．碳酸钠溶液则加入试剂的顺序是________(填编号)；(3)电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的电极反应为________________；与电源负极相连的电极附近溶液的碱性________(填“变大”、“变小”或“不变”)；(4)往Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl2·6H2O晶体，需要进行的实验操作依次为________(填编号)。

A．蒸馏 B．燃烧C．过滤 D．蒸发E．冷却结晶【答案】　(1)玻璃棒　漏斗(2)CBDA或BCDA(3)2Cl－－2e－===Cl2↑　变大(4)DEC。