2015-2016学年高一化学苏教版必修1学案：2.2.4镁的提取及应用

第4课时 镁的提取及应用

学习目标定位：1.通过镁的提取，体会合理开发海水资源的有效途径。2.了解镁及其化合物的性质及其反应。

知识点一 海水提镁

【活动设计】

海水提镁的生产流程可表示为

(1)海水提取镁的最基本方法是往海水中加______，得到__________沉淀，将沉淀分离出来后再加入____，把它变成______；之后，经过结晶、______、干燥、______，就可得到金属镁。

(2)海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？

(3)从海水中的Mg2到金属镁，经历了哪些化学变化？

＋

(4)在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？

【学以致用】

1．下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据：

NaOH电解

A．海水――→Mg(OH)2――→Mg

HCl电解

B．海水――→MgCl2溶液―→MgCl2晶体――→Mg 石灰乳灼烧电解

C．海水――→Mg(OH)2――→MgO――→Mg

石灰乳HCl电解

D．海水――→Mg(OH)2――→MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)――→Mg

2．海水是镁的主要来源之一，从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳(主要成分是碳酸钙)煅烧成生石灰；②在引有海水的渠中加入生石灰，经过沉降，然后过滤得沉淀物；③将沉淀物与稀盐酸反应，然后结晶、过滤、干燥；④电解熔融盐获得产物。根据上述提取镁的全过程，没有涉及到的反应类型是( ) A．分解反应 B．化合反应 C．置换反应 D．复分解反应 知识点二 镁的性质 【活动设计】

1．取一段镁条，观察它的颜色。用砂纸把表面的氧化膜擦净，观察金属镁的颜色和光泽，用坩埚钳夹住镁条，点燃。

实验现象：___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 化学方程式：____________________________________________________________。 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，如图)，观察现象。

实验现象：____________________________________________________________ 实验结论：____________________________________________________________。 化学方程式：__________________________________________________________。 问题讨论：集气瓶底要放一些细沙的作用是什么？

________________________________________________________________________ 3．问题讨论

通过镁与二氧化碳的反应，你对“CO2不支持燃烧”的说法，有什么新的认识？

4．由以上实验和分析归纳镁的性质如下： (1)物理性质

镁是______白色金属，密度______，熔、沸点______。 (2)化学性质——活泼金属

【学以致用】

3．将燃着的镁条插入下列气体中，镁条不能继续燃烧的是( ) A．O2 B．Cl2 C．CO2 D．Ar 4．已知镁能在O2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。试回答：

点燃

(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N2＋3Mg=====Mg3N2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？

(5)如果等质量的镁分别在足量氧气、氮气、二氧化碳中燃烧，燃烧后固体的质量分别为m1、m2、m3，则它们的大小顺序为________。

1．海水提镁的原理和流程

(1)原理：

镁的还原性很强，很难找到更强的合适的还原剂将镁从镁的化合物中还原出来，工业制镁时一般采用电解熔融盐的方法制取。 (2)原料：苦卤(晒盐后的母液)、贝壳、盐酸 (3)流程：

①碱的制取

需要的碱取自海边丰富的贝壳(主要成分：CaCO3)，CaCO3分解后产生的CaO再与水反应即高温

得碱，其反应的化学方程式：CaCO3=====CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2。 ②MgCl2固体的制取

MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋H2O。 ③Mg的制取

通电

电解熔融的MgCl2固体即得到金属镁：MgCl2=====Mg＋Cl2↑。 2．镁及其化合物的主要性质

银白色固体，熔点低，硬度小，有良好的导电、镁 导热性，常温下表面生成氧化物，加热可与 O、CO、N反应，能与沸水、HCl、Cu等

发生置换反应

镁及其化合物 氢氧化镁[Mg OH ]：难溶于水的中强碱，能使酚

酞试液变浅红色，与酸反应，热稳定性差

光卤石 KCl·MgCl·6HO ，与过 镁盐

量NaOH、氨水反应生成Mg OH

Mg 用电解熔融MgCl的方法冶炼Mg

原子结构示意图：

2

2

2

2＋

2

2

2

2＋

2

2

第4课时 镁的提取及应用

学习探究区 知识点一 活动设计

(1)碱 氢氧化镁 盐酸 氯化镁 过滤 电解 (2)贝壳的作用是作为制备碱的基础原高温

料，其主要成分发生的化学变化为CaCO3=====CaO＋CO2↑。

(3)MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O MgCl2(熔电解

融)=====Mg＋Cl2↑

(4)提高经济效益的措施，一是在主要原料地(靠海处)建厂，二是同时建造盐酸厂，充分利用电解氯化镁的副产物——氯气。这给我们的启示是，设计工业生产要从整体出发，对各个生产要素和环境保护进行综合设计，既要提高综合经济效益，又要保护环境。 学以致用

1．D [本题要求学生既要知道镁是由电解熔融的MgCl2得到，还要知道实际生产中从海水

提取MgCl2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。] 2．C [所涉及的反应有： 煅烧

(1)CaCO3=====CaO＋CO2↑ CaO＋H2O===Ca(OH)2

(2)MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 (3)Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 电解

(4)MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑。] 知识点二 活动设计

1．剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热 点燃

2Mg＋O2=====2MgO

2．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

在点燃(或高温)条件下，镁与二氧化碳反应 点燃

2Mg＋CO2=====2MgO＋C

防止反应产生的高温固体落下使集气瓶炸裂

3．“CO2不支持燃烧”的说法是相对的，是不全面的。CO2对绝大多数可燃物来说是良好的灭火剂，而对镁等还原性很强的还原剂(如K、Ca、Na等)却是助燃剂。 4．(1)银 较小 较低 (2)Mg＋2H===Mg2＋H2↑

＋

＋

点燃点燃

2Mg＋O2=====2MgO 剧烈 耀眼的白光 2Mg＋CO2=====2MgO＋C 剧烈 耀眼的白光 学以致用

3．D [镁有强还原性，与O2、Cl2、CO2都能反应，但与稀有气体Ar不反应。] 点燃点燃

4．(1)2Mg＋O2=====2MgO,2Mg＋CO2=====2MgO＋C (2)剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成大量白烟 (3)不是，因为氮气比氧气稳定 (4)燃烧不一定有氧气参加 (5)m3＞m1＞m2

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，这是由氧气最活泼所致。燃烧是剧烈的发热发光的氧化还原反应，不一定有氧气参加。由反应方程式知，2824 g镁与O2反应，质量增加16 g，与N2反应，质量增大 g，与CO2反应，质量增大22 g，

3

故有m3＞m1＞m2。

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