201X-201x版高中化学专题2从海水中获得的化学物质第二单元钠镁及其化合物第4课时学案苏教版必修

第4课时 镁的提取及应用[学习目标定位] 1.了解从海水中提取镁的原理和过程。

2.掌握镁及其化合物的性质和用途。

一、从海水中提取镁从海水中提取镁，步骤如下：(1)煅烧海边贝壳(石灰石)，制成石灰乳。

反应的化学方程式为__________________________， ________________________________________________________________________。

(2)将石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀。

反应的化学方程式为______________ ________________________________________________________________________。

(3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式为_________________________________________ ________________________________________________________________________， 离子方程式为_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl 2·6H 2O)，然后在HCl 气流中加热，转化成无水氯化镁。

反应的化学方程式为__________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)电解熔融氯化镁制得金属镁。

反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案 (1)CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑CaO ＋H 2O===Ca(OH)2(2)MgCl 2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl 2(3)Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2OMg(OH)2＋2H ＋===Mg 2＋＋2H 2OMgCl 2·6H 2O=====HCl △MgCl 2＋6H 2O(4)MgCl 2=====通电Mg ＋Cl 2↑从海水中提取镁的流程【例1】 镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。

某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na ＋、Mg 2＋、Cl －、Br －等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：回答下列问题： (1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH 溶液的原因是___________________ ________________________________________________________________________。

(2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有__________溶液的烧杯中，充分搅拌后经________、________(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。

(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：其中装置A 的作用是_____________________________________________________。

(4)写出过程④中发生反应的化学方程式__________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案 (1)石灰乳原料丰富，成本低 (2)MgCl 2(或氯化镁) 过滤 洗涤 (3)制备干燥的HCl 气体(4)MgCl 2(熔融)=====通电Mg ＋Cl 2↑解析 (1)工业原料要廉价易得。

(2)加入MgCl 2，电离出Mg 2＋抑制Mg(OH)2溶解，使Ca(OH)2溶解，然后过滤、洗涤得纯净的Mg(OH)2。

(3)浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有挥发性，则装置A 的作用是制备干燥的HCl 气体。

知识拓展(1)使MgCl 2·6H 2O 失去结晶水应在HCl 气流中加热，所以最后应接吸收HCl 气体的装置，如右图所示：(2)电解熔融MgCl 2产生的Cl 2可以用来制取盐酸，以达到废物循环利用的目的。

二、镁的性质及其应用1．把一小段擦去氧化膜的镁条放入一定量的稀硫酸中，现象是镁条上有气泡产生，反应的化学方程式为Mg ＋H 2SO 4===MgSO 4＋H 2↑，离子方程式为Mg ＋2H ＋===Mg 2＋＋H 2↑。

2．把点燃的镁条放入盛有二氧化碳气体的集气瓶里(集气瓶底部要放一些细沙，如右图)，观察现象。

(1)实验现象：镁条继续剧烈燃烧，发出耀眼的白光，伴有白烟，生成白色粉末，在瓶的内壁还有黑色的物质附着。

(2)实验结论：在点燃(或高温)条件下，镁与二氧化碳反应，化学方程式：2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C 。

(3)问题讨论：集气瓶底要放一些细沙的作用是防止反应产生的高温固体落下使集气瓶炸裂。

3．镁在空气中燃烧时，除与O 2反应外，还可与N 2反应，化学方程式为3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2。

镁的转化关系【例2】 已知镁能在O 2、N 2、CO 2中燃烧生成相应的化合物。

试回答下列问题：(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N 2＋3Mg=====点燃Mg 3N 2外，还能发生其他反应，写出反应的化学方程式：_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)镁条在氧气中燃烧时看到的现象是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)有同学认为空气中氮气含量最大，所以产物中氮化镁含量最大。

事实上是这样吗？为什么？(4)通过镁在空气中燃烧这一事实，你对燃烧这一概念有何新的认识？答案 (1)2Mg ＋O 2=====点燃2MgO,2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C(2)剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成大量白烟(3)不是，因为氧气比氮气活泼。

(4)燃烧不一定有氧气参加。

解析 镁是较活泼金属，镁在空气中燃烧，产物较复杂。

但产物中MgO 最多，这是由于氧气比N 2、CO 2活泼所致。

燃烧是剧烈的发光发热的氧化还原反应，不一定有氧气参加。

1．将燃着的镁条插入下列气体中，镁条不能继续燃烧的是( )A ．O 2B ．Cl 2C ．CO 2D ．Ar答案 D解析 镁有强还原性，与O 2、Cl 2、CO 2都能反应，但与稀有气体Ar 不反应。

2．海水中含有MgCl 2，是镁的重要来源之一。

从海水中提取镁，可以按照如下步骤：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将所得产物熔融后电解。

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步操作的目的是从海水中提取MgCl 2C ．第④步电解会产生Cl 2D ．以上提取镁的过程中涉及到的反应有分解反应、化合反应和置换反应答案 D解析 利用海水和贝壳原料来源丰富。

①步用于生成Ca(OH)2，包括分解和化合两个反应，②步用于生成Mg(OH)2，为复分解反应，③步用于制备MgCl 2，也是复分解反应，④步为电解熔融MgCl 2得到镁，为分解反应。

3．某中学化学兴趣小组设计了四种从海水中提取镁的工艺流程，你认为合理的是( )A ．海水――→NaOH Mg(OH)2――→电解MgB ．海水――→熟石灰Mg(OH)2――→HCl MgCl 2――→电解MgC ．海水――→HCl MgCl 2――→电解MgD ．海水――→Cl 2MgCl 2――→电解Mg答案 B解析 沉淀海水中的Mg 2＋宜选廉价的熟石灰，电解Mg(OH)2不能得到Mg ，A 项错误；海水中加入HCl(或盐酸)或Cl 2不能得到MgCl 2，C 、D 项错误。

4．0.1 mol 镁粉分别在足量的O 2、CO 2、N 2中燃烧，生成的固体的质量依次为m 1、m 2、m 3，下列关系式正确的是( )A ．m 2>m 1>m 3B ．m 1＝m 2>m 3C ．m 1＝m 2＝m 3D ．m 3>m 2>m 1答案 A解析 有关反应的化学方程式依次为2Mg ＋O 2=====点燃2MgO ；2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C ；3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2，根据反应方程式易知0.1 mol Mg 分别在足量的O 2、CO 2、N 2中燃烧后，固体的质量分别增加1.6 g 、2.2 g 、0.93 g 。

5．镁条在空气中燃烧时，镁可与空气中的一种主要成分反应，生成少量的物质A ，已知A 有下面一系列变化。

气体C 能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

(1)写出A 、C 、D 的化学式：A________；C________；D________。

(2)写出下列反应的化学方程式：①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。

答案 (1)Mg 3N 2 NH 3 Mg(OH)2(2)①Mg 3N 2＋8HCl===3MgCl 2＋2NH 4Cl②MgCl 2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl ，NH 4Cl ＋NaOH=====△NaCl ＋H 2O ＋NH 3↑解析 C 是NH 3，则A 是Mg 3N 2，Mg 3N 2与盐酸反应生成MgCl 2和NH 4Cl 两种盐。