《镁的提取及应用》教学设计

《镁的提取及应用》教学设计
作者：王秋霞
来源：《教育教学论坛·下旬》2011年第04期
摘要：本文对《镁的提取及应用》课程进行逐步分析，以求达到最好的教学效果。

关键词：教学设计；镁的提取及应用；分析
【教学目标】
1.掌握镁的性质，特别是化学性质；
2.掌握如何从海水中提取金属镁的方法；
3.了解镁的用途。

【指导思想】
【设计思想】本课时内容分从海水中提取镁和镁的性质两块内容，以从海水中提取镁为线索，首先演示镁在空气和二氧化碳中燃烧的实验，激发学生学习的兴趣。

然后让学生结合镁的性质和兼顾海水资源的特点，层层深入探讨海水提镁的流程。

在镁的性质的学习中，让学生通过观察触摸镁以及结合生活实际得出镁的物理性质。

应用学生已有的钠原子的结构与钠的化学性质的关系，引导学生通过分析镁的原子结构推测镁的化学性质，并结合课堂上的实验探究活动进一步认识到镁是一种活泼的金属。

这种学习方法也为学生学习《化学2》中的元素周期律的知识提供了基础。

【教学过程】
【演示实验】镁条在空气中点燃
【演示实验】镁条在CO2中燃烧
【现象】镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，集气瓶壁发烫，瓶内壁附着有白色和黑色物质。

【引言】对于金属镁，同学们在初中时就有了初步认识，今天我们要再一次“走近镁”，重点来谈一谈镁的提取及应用。

【学生观察回答】镁的物理性质：银白色金属光泽固体，硬度小，密度小，良好的延展性和导电导热性。

【交流与讨论一】能否由镁的原子结构推测镁的化学性质？
【学生回答】Mg原子的最外层只有2个电子，很容易失去变成Mg2+。

结构决定性质，我们可以预测Mg是一种活泼金属，还原性强。

【提问】你在初中学过镁的哪些反应？
【学生回答】镁跟氧气；镁跟稀硫酸。

【板书】2Mg+O22MgO（白）
【过渡】镁能否在N2中燃烧？
【录像】金属镁在N2中燃烧
【板书】3Mg+N2Mg3N2（白）
【板书】2Mg+CO2C+2MgO（白+黑）
【提问】性质决定用途，那么镁的化学性质有哪些应用？
【学生回答】（1）制照明弹、焰火、闪光灯；
（2）冶炼贵重金属（如：钛、锆等）。

（3）制镁铝合金
【过渡】镁的应用非常广泛，远远不止这些。

比如说：镁元素还可以制药，有“心脏保护神”的美称等。

如此有用的镁，我们如何获取？
【探究一】如何将Mg2+从海水中提取出来？（答：加沉淀剂）
【设问】海水中有大量的Cl-、Na+、Mg2+，往海水中加入NaOH溶液将会出现什么现象？（答：生成大量白色沉淀）请写出相应的方程式。

【学生板演】书写方程式：2NaOH+MgCl2=Mg（OH）2↓+2NaCl
【思考】海水中镁离子的浓度太稀了，我们该怎么办？
【引导学生回答】蒸发、浓缩——怎么蒸发？——加热？晒盐？
蒸发法：浓缩的好办法。

早在原始社会时，人们就是利用煎、煮、熬从海水中取盐，后来发现这种方法耗费人力、物力大，而且产量小，到了明朝永乐年间，人们开始废锅灶，建盐田，利用自然界的风力、太阳能等，改煎、煮、熬盐为晒盐。

晒盐除了可以浓缩海水外，还能得到食盐。

晒盐后留下的母液（即卤水）中的Mg2+浓度大约是海水中的50倍，从刚才的实验现象证明了沉淀效果很明显了，所以我们选择向卤水中加入沉淀剂的方法来提取Mg2+，将其转化为Mg（OH）2。

【探究二】如何把Mg（OH）2进一步转化成镁单质呢？我们看看工业上是怎么操作的。

【过渡】工业上采取这种方法肯定有它的道理，同学们认为还有哪些方法可以获得金属镁呢？
【学生讨论、自由发言】
【教师点评】大家提的方法各有缺点。

在溶液中不能获得金属镁：1.金属钠和水反应；2.金属镁和沸水反应（演示属镁和沸水反应的实验）。

氧化镁性质稳定、熔点高，另外金属镁活泼性强，所以方案2不可行。

【提问】能否敞露在空气中电解熔融的MgCl2如何处理？（答：真空或加保护气）
【探究三】我们从理论上已经实现了从海水中提取镁，工业生产上还要考虑如何提高经济效益？你有哪些想法？
【自由发言】
1.发现氢氧化钙最便宜，从工业生产的角度来说，我们追求的是更高的利润，因此更希望在沉淀镁离子时选择氢氧化钙。

（注意学生表达，易说成澄清石灰水）由于氢氧化钙微溶，若用澄清石灰水，不是又将浓缩的母液又稀释了吗？（先将海边大量的贝壳煅烧成石灰，并将石灰制成石灰乳，将石灰乳加入海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀。

）
2.氯气的循环利用：即降低成本，提高原料利用率，同时还减少了尾气排放所造成的环境污染。

【总结】这就是我们从海水中提取镁的完整流程图（略）。

【教师引导学习】阅读教材（回归课本，形成整体性）。

同时发现问题——为什么海水中已存在MgCl2，我们却要先加碱Ca（OH）2，后又加酸把它变回MgCl2？（答：提纯、浓缩）
【归纳与小结】
1.镁的性质及应用
2.镁的存在及提取
【巩固练习】
1.镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在某冷却剂中冷却。

下列可作为冷却剂的是（③⑤）（请说明理由）
①空气?摇?摇②CO2?摇?摇③氬气（Ar）?摇?摇④N2?摇?摇⑤H2?摇?摇⑥O2
2.海水中含的MgCl2是Mg的重要来源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：（1）将贝壳制成石灰乳；（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）将产物熔融后电解。

关于提取镁，下列说法中不正确的是（D）
A.此法的优点之一是原料来源丰富。

B.进行（1）、（2）、（3）步的目的是从海水中取MgCl2。

C.第四步会产生氯气。

D.以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反应。

3.镁在空气中燃烧可能有哪些产物？主要产物是什么？
答：主要产物是MgO，另外还会有少量的Mg3N2，C很少，几乎没有。