(浙江選考)2020版高考化學大一輪復習 第3講 元素化學 考點11 鎂的提取及應用學案.docx
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考點11鎂的提取及應用知識條目必考要求加試要求鎂的物理性質及用途aa鎂的化學性質(跟非金屬、酸、某些氧化物的反應)bc鎂的生產(chǎn)原理ab一、鎂的性質1物理性質:具有銀白色金屬光澤的固體,密度、硬度均較小,熔點較低,有良好的導電、傳熱和延展性。2化學性質(1)與非金屬反應(2)與CO2反應:2MgCO22MgOC(劇烈燃燒,生成白色粉末和黑色固體)(3)與H2O反應:Mg2H2OMg(OH)2H2(4)與H反應:Mg2H=Mg2H2(5)與CuSO4反應:MgCuSO4=CuMgSO4(6)與NH4Cl溶液反應:Mg2NH4Cl=MgCl22NH3H2二、從海水中提取鎂的原理與方法1鎂的存在: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。2流程3提取過程中有關反應的化學方程式(1)貝殼煅燒成生石灰:CaCO3CaOCO2;(2)生石灰制成石灰乳:CaOH2O=Ca(OH)2;(3)石灰乳加入海水沉淀池中得到氫氧化鎂沉淀(寫離子方程式):Ca(OH)2Mg2=Mg(OH)2Ca2;(4)氫氧化鎂與鹽酸反應(寫離子方程式):Mg(OH)22H=Mg22H2O;(5)六水合氯化鎂晶體在氯化氫氣流中加熱生成無水氯化鎂:MgCl26H2OMgCl26H2O;(6)電解熔融的氯化鎂得到金屬鎂:MgCl2MgCl2。三、鎂的用途1鎂是一種重要的金屬材料。許多密度只有1.8gcm3左右的鎂合金,其硬度和強度都較大,大量用于制造火箭、導彈和飛機的部件等。2由于鎂燃燒時發(fā)出耀眼的白光,因此常用來制造信號彈和焰火。3氧化鎂的熔點高達2800,是優(yōu)質的耐高溫材料?!纠?】下列有關鎂的敘述正確的是()A鎂條燃燒引起的火災可用干粉滅火器撲滅B鎂不能與濃硝酸反應C鎂制容器可以貯存、運輸濃硫酸D鎂在CO2中燃燒的產(chǎn)物中含有單質【解析】A干粉滅火器利用壓縮的二氧化碳吹出白色干粉來滅火,而鎂能與二氧化碳反應,故不能用來滅火;B.鎂是活潑金屬,可以與濃硝酸反應;C.濃硫酸不能使鎂鈍化,故鎂制容器不可以貯存、運輸濃硫酸;D.鎂與CO2反應生成氧化鎂和碳,產(chǎn)物有單質。【答案】D【提煉】鎂的化學性質:能與酸反應,能和二氧化碳反應?!纠?】從海水中提取鎂,可按如下步驟進行:把貝殼制成石灰乳;在引入的海水中加入石灰乳,沉降、過濾、洗滌沉淀物;將沉淀物與鹽酸反應,結晶、過濾、干燥產(chǎn)物;將產(chǎn)物熔融后電解。關于提取鎂的下列說法中,不正確的是()A此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富B進行步驟的目的是從海水中提取MgCl2C以上提取鎂的過程中沒有涉及氧化還原反應D步驟電解時,產(chǎn)生的氯氣可用于制取鹽酸,循環(huán)利用【解析】海水資源豐富,海水中含有大量的鎂元素,故A正確;經(jīng)過步驟可得到MgCl2,故B正確;第步電解熔融氯化鎂,產(chǎn)物為鎂和氯氣,MgCl2MgCl2,是氧化還原反應,故C錯誤;電解產(chǎn)生的氯氣循環(huán)利用,可用于制取鹽酸,正確?!敬鸢浮緾【提煉】本題主要考查了從海水中提取鎂的過程中所涉及的化學反應原理。貝殼的主要成分為CaCO3,加熱分解生成CaO,CaO和水發(fā)生化合反應生成Ca(OH)2,與MgCl2發(fā)生復分解反應生成Mg(OH)2,再與鹽酸反應生成MgCl2,電解熔融氯化鎂得到金屬鎂。涉及分解、化合、復分解反應、氧化還原反應?!纠?】2.4g金屬鎂在盛有bLCO2和O2的混合氣體的密閉容器中燃燒。反應后容器內固體物質的質量不可能為()A3.2gB4.0gC4.2gD4.6g【解析】如果0.1molMg全部與O2反應,質量為4.0g,如果0.1molMg全部與CO2反應,生成0.1molMgO和0.05molC,其總質量為4.6g。由于Mg不可能全部只與CO2反應,所以固體物質的質量一定小于4.6g,而鎂條并不一定完全燃燒,所以質量可能小于4.0g?!敬鸢浮緿【提煉】鎂條燃燒的增重規(guī)律和計算方法鎂條可以在氧氣、空氣、氮氣、二氧化碳、氯氣等多種氣體中燃燒。依據(jù)化學方程式分析鎂條燃燒后的質量增加問題,以0.1molMg完全燃燒為例:氣體質量增重O21.6N20.93空氣0.93m1.6CO22.2Cl27.1鎂條在混合氣體中燃燒的質量增加問題,用極端假設法分析:假設鎂全部與氣體A或氣體B反應,或假設氣體全部是A或全部是B,得出兩個質量增量m1和m2,則實際增量介于兩者之間?!纠?】目前世界上60%的鎂是從海水中提取的,如圖是某工廠從海水中提取鎂的主要步驟。學生就這個課題展開了討論。(一)在海水提取鎂的過程中如何實現(xiàn)對鎂離子的富集,有三個學生提出自己的觀點。學生甲的觀點:直接往海水中加入沉淀劑。學生乙的觀點:高溫加熱蒸發(fā)海水后,再加入沉淀劑。學生丙的觀點:利用曬鹽后的苦鹵水,再加入沉淀劑。通過分析比較你認為學生_的觀點正確(填學生序號),簡述理由:_。(二)在海水提取鎂的過程中如何實現(xiàn)對鎂離子的分離?(1)為了使鎂離子沉淀下來,并充分利用當?shù)氐呢悮?主要成分為碳酸鈣)資源,加入的足量試劑是_(填化學式)。(2)加入試劑后,能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是_(填標號字母)。A蒸餾B過濾C萃取D分液(3)加入的足量試劑是_(填化學式)。(4)寫出由無水MgCl2制取金屬鎂的化學方程式:_?!窘馕觥?一)學生甲與其他觀點相比,海水中鎂離子濃度小,使用沉淀劑的量較大,且不利于收集氫氧化鎂,因此學生甲的觀點不正確,學生乙與其他觀點相比,高溫蒸發(fā)海水,消耗的能源多,成本太高;學生丙與學生乙相比,利用曬鹽后的苦鹵,節(jié)約能源,成本低;與學生甲相比鎂離子濃度高,有利于鎂元素的富集,因此學生丙的觀點正確。(二)(1)因碳酸鈣高溫分解得到氧化鈣,氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣,氫氧化鈣能與氯化鎂反應生成氫氧化鎂;(2)因Mg(OH)2不溶于水,可用過濾的方法進行分離;(3)要使氫氧化鎂轉化為氯化鎂,則需要加入鹽酸反應,即試劑是鹽酸;(3)工業(yè)制取鎂時,電解熔融狀態(tài)的氯化鎂,生成鎂和氯氣?!敬鸢浮?一)丙鎂離子富集濃度高;能源消耗小,成本低(二)(1)Ca(OH)2(或CaO)(2)B(3)HCl(4)MgCl2(熔融)MgCl2【提煉】實際工業(yè)生產(chǎn)中,除了要考慮反應原理外,能源消耗、經(jīng)濟成本也是要重點考慮的一個問題。綜合各方面,選擇最佳方案?!纠?】取鈉鎂合金7.0g進行如下實驗:(1)寫出Mg在CO2中燃燒的化學方程式:_。(2)向溶液1中加過量的NaOH溶液,發(fā)生反應的離子方程式為_。(3)寫出合金的化學組成為_?!窘馕觥?1)Mg在CO2中燃燒生成氧化鎂和單質碳。(2)向溶液1中加過量的NaOH溶液,首先發(fā)生氫離子與氫氧根離子的反應,再發(fā)生鎂離子與氫氧根離子的反應生成氫氧化鎂,離子方程式分別為HOH=H2O、Mg22OH=Mg(OH)2;(3)設鈉的物質的量為xmol,鎂的物質的量為ymol,23x24y7,1/2xy0.2,解得x0.2,y0.1。則合金的化學組成為Na2Mg?!敬鸢浮?1)2MgCO22MgOC(2)HOH=H2O、Mg22OH=Mg(OH)2(3)Na2Mg【提煉】本題考查了金屬的化學性質、質量守恒定律的應用。在化學計算中,要善于用列方程的方法來解決問題。- 配套講稿:
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