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

第4課時鎂的提取及應用學習目標：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)自 主 預 習探 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)生反應的化學方程式：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。寫出兩步反應的化學方程式CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2。2鎂的結構與性質(zhì)(1)Mg原子結構示意圖，表現(xiàn)強還原性。(2)Mg的化學性質(zhì)與O2反應反應方程式：2MgO22MgO?，F(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體。與N2反應反應方程式：3MgN2Mg3N2。與CO2反應反應方程式：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：離子方程式為Mg2H=Mg2H2。3鎂的重要應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度都較大。其應用有：(1)鎂合金制造火箭、導彈和飛機的部件等。(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，其理由是熔點高達2_800_?；A自測1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)海水中提取Mg既涉及復分解反應又涉及置換反應。()(2)鎂在空氣中燃燒只生成MgO。()(3)Na與冰水反應而Mg與熱水可以反應，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_，其反應的離子方程式為_。【答案】(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)生了怎樣的化學變化？【提示】貝殼的作用是作為制備堿的基礎原料，其主要成分發(fā)生的化學變化為CaCO3CaOCO2。(2)海水中提取Mg，涉及哪些基本反應類型？【提示】復分解反應，分解反應。(3)從海水中提鎂的過程中，采取了哪些措施來提高經(jīng)濟效益？這對你有什么啟示？【提示】提高經(jīng)濟效益的措施，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)境保護進行綜合設計，既要提高綜合經(jīng)濟效益，又要保護環(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應該在HCl氣體氛圍中進行；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，故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂，應在H2氛圍中冷卻。對點訓練1下表是氧化鎂和氯化鎂的熔、沸點數(shù)據(jù)：物質(zhì)氧化鎂氯化鎂熔點/2 852714沸點/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中燃燒生成相應的化合物。試回答下列問題：鎂在空氣中燃燒，除發(fā)生反應N23MgMg3N2外，還能發(fā)生其他反應，寫出反應的化學方程式：_。鎂條在氧氣中燃燒時看到的現(xiàn)象是_。有同學認為空氣中氮氣含量最大，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，因為氧氣比氮氣活潑。燃燒不一定有氧氣參加。(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？寫出有關化學方程式?！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。鎂的化學性質(zhì)性質(zhì)舉例反應方程式與非金屬單質(zhì)反應與O2反應2MgO22MgO與N2反應3MgN2Mg3N2與非氧化性酸反應Mg2H=Mg2H2與水反應Mg2H2OMg(OH)2H2與氧化物反應2MgCO22MgOC與鹽溶液反應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。對點訓練2將相同質(zhì)量的鎂條分別在氧氣、空氣、氮氣、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在氮氣中：3MgN2Mg3N2Mg在二氧化碳中：2MgCO2C2MgO設有1 mol Mg完全反應：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 堂 達 標固 雙 基1下列化學反應，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)生活中應用廣泛，下列用途與鎂的還原性無關的是()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： 【導學號：90512073】(1)干粉滅火器在滅火時，NaHCO3的作用是_(用化學方程式表示)。(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?！敬鸢浮?1)2NaHCO3Na2CO3H2OCO2(2)不能2MgCO22MgOC6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375