高中化學(xué) 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 第2單元 鈉、鎂及其化合物 第4課時 鎂的提取及應(yīng)用學(xué)案 蘇教版必修1

第4課時鎂的提取及應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解金屬鎂的工業(yè)生產(chǎn)原理和流程。2.掌握鎂的主要性質(zhì)及其重要用途。(重點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知1海水中提取鎂自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式存在于地殼和海水中。海水中鎂的總儲量約為1.81015t。(1)從海水中提取金屬鎂，其簡單流程如下：海水中的Mg2Mg(OH)2MgCl2Mg試寫出各步驟發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2；Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；MgCl2(熔融)MgCl2。(2)石灰乳的制備貝殼(CaCO3)生石灰(CaO)熟石灰Ca(OH)2。寫出兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2。2鎂的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)Mg原子結(jié)構(gòu)示意圖，表現(xiàn)強(qiáng)還原性。(2)Mg的化學(xué)性質(zhì)與O2反應(yīng)反應(yīng)方程式：2MgO22MgO?，F(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體。與N2反應(yīng)反應(yīng)方程式：3MgN2Mg3N2。與CO2反應(yīng)反應(yīng)方程式：2MgCO22MgOC?，F(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色物質(zhì)并附有黑色固體。與稀硫酸反應(yīng)：離子方程式為Mg2H=Mg2H2。3鎂的重要應(yīng)用鎂是一種重要的金屬材料，密度較小，能與Cu、Al、Sn、Mn、Ti等形成多種合金，這些鎂合金硬度和強(qiáng)度都較大。其應(yīng)用有：(1)鎂合金制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件等。(2)制造信號彈和焰火，其理由是鎂燃燒時發(fā)生耀眼的白光。(3)氧化鎂是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料，其理由是熔點(diǎn)高達(dá)2_800_。基礎(chǔ)自測1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)海水中提取Mg既涉及復(fù)分解反應(yīng)又涉及置換反應(yīng)。()(2)鎂在空氣中燃燒只生成MgO。()(3)Na與冰水反應(yīng)而Mg與熱水可以反應(yīng)，可說明Na比Mg活潑。()(4)Mg(OH)2溶于鹽酸的離子方程式為OHH=H2O。()【答案】(1)(2)(3)(4)2鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，海水中鎂的含量約為1.81015 t，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的，主要步驟如下：(1)為了使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，可以加入過量試劑，試劑最好選用_。(2)加入試劑后，能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是_。(3)試劑可以選用_，其反應(yīng)的離子方程式為_?！敬鸢浮?1)氫氧化鈉(2)過濾(3)鹽酸Mg(OH)22H=Mg22H2O合 作 探 究攻 重 難海水中提取鎂思考交流(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼。那么，貝殼在生產(chǎn)流程中起什么作用？其主要成分發(fā)生了怎樣的化學(xué)變化？【提示】貝殼的作用是作為制備堿的基礎(chǔ)原料，其主要成分發(fā)生的化學(xué)變化為CaCO3CaOCO2。(2)海水中提取Mg，涉及哪些基本反應(yīng)類型？【提示】復(fù)分解反應(yīng)，分解反應(yīng)。(3)從海水中提鎂的過程中，采取了哪些措施來提高經(jīng)濟(jì)效益？這對你有什么啟示？【提示】提高經(jīng)濟(jì)效益的措施，一是在主要原料地(靠海處)建廠，二是同時建造鹽酸廠，充分利用電解氯化鎂的副產(chǎn)物氯氣。這給我們的啟示是，設(shè)計工業(yè)生產(chǎn)要從整體出發(fā)，對各個生產(chǎn)要素和環(huán)境保護(hù)進(jìn)行綜合設(shè)計，既要提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，又要保護(hù)環(huán)境。(1)海水提鎂的工藝流程圖Mg22OH=Mg(OH)2 Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O MgCl2(熔融)MgCl2(2)由MgCl26H2O加熱脫水制MgCl2應(yīng)該在HCl氣體氛圍中進(jìn)行；工業(yè)上電解熔融的氯化鎂制取鎂，而不是電解氧化鎂制取鎂。因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應(yīng)，故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂，應(yīng)在H2氛圍中冷卻。對點(diǎn)訓(xùn)練1下表是氧化鎂和氯化鎂的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)：物質(zhì)氧化鎂氯化鎂熔點(diǎn)/2 852714沸點(diǎn)/3 6001 412請參考以上數(shù)據(jù)分析，從海水中提取鎂，正確的方法是()A海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2溶液MgCl2晶體MgC海水Mg(OH)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgD本題要求學(xué)生既要知道鎂是由電解熔融的MgCl2得到，還要知道實際生產(chǎn)中從海水提取MgCl2的途徑及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。鎂的主要性質(zhì)思考交流(1)已知鎂能在O2、N2、CO2中燃燒生成相應(yīng)的化合物。試回答下列問題：鎂在空氣中燃燒，除發(fā)生反應(yīng)N23MgMg3N2外，還能發(fā)生其他反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。鎂條在氧氣中燃燒時看到的現(xiàn)象是_。有同學(xué)認(rèn)為空氣中氮?dú)夂孔畲?，所以產(chǎn)物中氮化鎂含量最大。事實上是這樣嗎？為什么？通過Mg在N2、CO2中燃燒，對于燃燒有什么新的認(rèn)識？【提示】2MgO22MgO,2MgCO22MgOC。劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成大量白煙。不是，因為氧氣比氮?dú)饣顫姟Ｈ紵灰欢ㄓ醒鯕鈪⒓印?2)將Mg放入冷水中，加入2滴酚酞有什么現(xiàn)象？然后加熱又有什么現(xiàn)象？寫出有關(guān)化學(xué)方程式?！咎崾尽块_始沒有明顯現(xiàn)象，加熱后，有氣泡生成，且溶液變粉紅色。Mg2H2OMg(OH)2H2。鎂的化學(xué)性質(zhì)性質(zhì)舉例反應(yīng)方程式與非金屬單質(zhì)反應(yīng)與O2反應(yīng)2MgO22MgO與N2反應(yīng)3MgN2Mg3N2與非氧化性酸反應(yīng)Mg2H=Mg2H2與水反應(yīng)Mg2H2OMg(OH)2H2與氧化物反應(yīng)2MgCO22MgOC與鹽溶液反應(yīng)MgCu2=Mg2Cu注：Mg在空氣(含CO2)中燃燒產(chǎn)物為MgO、Mg3N2和C，其中MgO最多，C很少，一般可以忽略。對點(diǎn)訓(xùn)練2將相同質(zhì)量的鎂條分別在氧氣、空氣、氮?dú)?、二氧化碳中完全燃燒，燃燒后所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量由小到大的順序是()ABCDCMg在氧氣中：2MgO22MgOMg在空氣中：2MgO22MgO(主)3MgN2Mg3N2(微量)Mg在氮?dú)庵校?MgN2Mg3N2Mg在二氧化碳中：2MgCO2C2MgO設(shè)有1 mol Mg完全反應(yīng)：aMgMgOO增重16 g；bMgMg3N2N增重14 g9.3 g；cMgMgOCOC增重22 g；故產(chǎn)物質(zhì)量大小順序為。3在下列溶液中分別放入鎂片，過一會兒再把鎂片取出，能使鎂片質(zhì)量增加的溶液是()A氯化鎂溶液B氫氧化鈉溶液C鹽酸DCuCl2溶液DMg能把CuCl2中的Cu置換出來。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1下列化學(xué)反應(yīng)，在從海水中提取金屬鎂的過程中，不會涉及的是()AMgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2BMg(OH)22HCl=MgCl22H2OCMg(OH)2MgOH2ODMgCl2MgCl2CA項是把海水中的Mg2轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，B項是把Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為MgCl2，D項是電解熔融MgCl2制得Mg和Cl2，C項中的反應(yīng)未涉及。2鎂條在空氣中燃燒后，其生成物中可能含有的物質(zhì)是()AMgCO3、MgO、Mg3N2BMg(OH)2、MgO、MgCO3CMgO、Mg3N2、CDMg3N2、C、MgCO3【答案】C3鎂在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，下列用途與鎂的還原性無關(guān)的是()A制作閃光粉B鎂合金用來制造火箭的部件C用鎂從熔融的四氯化鈦中提取鈦D制作北京奧運(yùn)會的焰火B(yǎng)A、D中是鎂燃燒，做還原劑；C中鎂置換鈦，做還原劑。4干粉滅火器的主要原料為NaHCO3，是一種常用的滅火器，回答下列問題： 【導(dǎo)學(xué)號：90512073】(1)干粉滅火器在滅火時，NaHCO3的作用是_(用化學(xué)方程式表示)。(2)鎂失火時，_(選填“能”或“不能”)用干粉滅火器滅火，其原因是_(用化學(xué)方程式表示)【解析】干粉滅火器在滅火時，NaHCO3受熱發(fā)生分解，產(chǎn)生CO2，鎂失火時，不能用干粉滅火器滅火，因為鎂能與CO2反應(yīng)?！敬鸢浮?1)2NaHCO3Na2CO3H2OCO2(2)不能2MgCO22MgOC6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375