第4課時鎂的提取及應用學習目標1.了解鎂單質(zhì)的生產(chǎn)原理。2.能用實驗的方法探索和認識鎂及其化合物的性質(zhì)。3.通過經(jīng)歷實驗探究的過程,了解實驗研究化學物質(zhì)的一般方法。學習重點1.鎂的化學性質(zhì)。2.從海水中提取鎂的步驟和原理?！咀灾黝A習】1.鎂的提取從海水中提取金屬鎂,其簡單流程如下:海水中的Mg2+Mg(OH)2

MgCl2金屬Mg試寫出各步驟發(fā)生反應的化學方程式:①________________________________;②__________________________;③_________________。①②③MgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2OMgCl2====Mg+Cl2↑通電2.鎂的性質(zhì)(1)物理性質(zhì):顏色硬度密度_____色軟_____銀白較小(2)化學性質(zhì):寫出下列反應的化學方程式:①鎂條在氧氣中燃燒:______________②鎂在氮氣中燃燒:_______________③鎂條插入鹽酸中:_____________________④點燃的鎂條伸入盛有二氧化碳的集氣瓶中:_________________點燃2Mg+O2====2MgO3Mg+N2====Mg3N2點燃Mg+2HCl====MgCl2+H2↑2Mg+CO2====2MgO+C點燃3.鎂的用途(1)鎂合金制造火箭、導彈和飛機的部件。(2)制造_______和焰火。(3)氧化鎂①是優(yōu)質(zhì)的_______材料。信號彈耐高溫【自我小測】判斷或回答下列問題:1.(判一判)從海水中提取金屬鎂的過程中沒有氧化還原反應發(fā)生。()提示:氯化鎂電解制得金屬鎂是氧化還原反應。2.(判一判)金屬鎂可用來制造照明彈。()提示:金屬鎂在燃燒時產(chǎn)生耀眼的白光。3.(判一判)鎂鋁合金常用于飛機制造業(yè)。()提示:鎂鋁合金質(zhì)輕堅固,常用于飛機制造業(yè)?！痢獭?.(判一判)金屬鎂性質(zhì)活潑,因此不耐腐蝕,必須密封保存。()提示:金屬鎂性質(zhì)活潑,在空氣中放置產(chǎn)生氧化鎂附著于金屬鎂的表面,阻止鎂繼續(xù)被氧化,因此不用密封保存。5.二氧化碳一定不能支持物質(zhì)的燃燒嗎?提示:不一定。如2Mg+CO2====2MgO+C,在此反應中CO2支持鎂的燃燒。×點燃【釋義鏈接】①氧化鎂的用途氧化鎂熔點高,用于冶金、冶煉、高級鎂磚、耐火材料及保濕材料的制造,還廣泛用于橡膠、橡膠板、橡膠制品、醫(yī)藥等行業(yè)。鎂的提取、性質(zhì)及應用1.海水中含有大量的NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl等氯化物,能否從海水中直接得到鎂?提示:不能。海水中的Mg2+的濃度很小,必須使海水中的鎂離子富集。2.如何實現(xiàn)Mg2+的富集和分離?試探究應如何選擇加入的試劑。提示:先通過海水曬鹽使海水濃縮,再加入一種試劑使Mg2+沉淀,如加堿。NaOH價格較高,而CaO價格較低,從當?shù)刭Y源利用來講,煅燒貝殼比煅燒石灰石要經(jīng)濟,這體現(xiàn)了就地取材、綜合利用、節(jié)約成本的原則。3.海水提取鎂的過程中,采取了哪些措施來提高經(jīng)濟效益?提示:(1)就地取材。海水提鎂廠設(shè)在海邊,利用貝殼生產(chǎn)氧化鈣,進一步得到氫氧化鈣,降低生產(chǎn)成本;(2)循環(huán)利用,提高原料的利用率。電解MgCl2可得到Cl2,Cl2用于制鹽酸,鹽酸再與Mg(OH)2反應進行循環(huán)。4.電解MgCl2得到的鎂蒸氣冷卻成固體時應注意什么?提示:由于鎂在高溫下能與O2、N2、CO2、H2O等物質(zhì)發(fā)生反應。所以應在He等稀有氣體氛圍中冷卻?！局R點睛】鎂的性質(zhì)【誤區(qū)警示】海水提鎂的注意事項從海水中提取鎂的過程中,要注意用Mg(OH)2制得無水MgCl2的方法:先加鹽酸反應,再加熱濃縮得MgCl2·6H2O晶體,然后再將MgCl2·6H2O晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得無水MgCl2。海水是鎂的主要來源之一。從海水中提取鎂可按如下步驟進行:①把貝殼制成石灰乳;②向引入的海水中加入石灰乳,沉降、洗滌、過濾沉淀物;③將沉淀物與鹽酸反應,結(jié)晶、過濾、干燥;④電解得到產(chǎn)物。(1)以上提取鎂的過程中,沒有涉及的化學反應類型是

(填字母)。A.分解反應B.化合反應C.置換反應D.復分解反應(2)下列關(guān)于提取鎂的說法中,不正確的是

(填字母)。A.此法的優(yōu)點之一是原料來自大海B.進行①②③步驟的目的是富集MgCl2C.工業(yè)上可用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂D.電解冶煉鎂要消耗大量電能【解析】(1)根據(jù)鎂的提取過程:CaCO3CaOCa(OH)2Mg(OH)2

MgCl2Mg,可知未涉及置換反應。(2)由于MgO的熔點高,工業(yè)上不能使用電解熔融MgO的方法冶煉Mg。答案:(1)C(2)C分解分解化合H2O復分解MgCl2復分解HCl分解分解電解△【變式訓練】(2013·紹興高一檢測)某工廠用提取粗鹽后的鹽鹵(主要成分為MgCl2)制備金屬鎂,其工藝流程如下,下列說法中,錯誤的是()A.操作①發(fā)生的反應為非氧化還原反應B.若在實驗室進行操作①只需要漏斗和燒杯兩種玻璃儀器C.操作②是蒸發(fā)濃縮結(jié)晶D.在整個制備過程中,未發(fā)生置換反應【解析】選B。操作①發(fā)生的反應為MgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2+CaCl2,沒有元素化合價變化,故A項正確;在操作①中還需要玻璃棒這種玻璃儀器,其作用為引流,故B項錯誤;操作②把MgCl2溶液蒸發(fā)結(jié)晶可獲得MgCl2·6H2O晶體,故C項正確;鹽鹵Mg(OH)2MgCl2溶液的反應為復分解反應,MgCl2·6H2O在HCl氣流中受熱分解制無水MgCl2,MgCl2(熔融)電解為分解反應,故D項正確?！局R拓展】解答與化工生產(chǎn)有關(guān)的題目的一般思路明確整個流程及每一部分的目的→仔細分析每步發(fā)生的反應及得到的產(chǎn)物→結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考→注意答題的模式與要點。1.(2013·福州高一檢測)鎂粉在焰火、閃光粉、鞭炮中是不可缺少的原料,工業(yè)制造鎂粉時,使鎂蒸氣在某氣體中冷卻。下列可作為冷卻氣體的是()①空氣②CO2③Ar ④H2⑤N2A.①和② B.②和④C.③和④ D.④和⑤【解析】選C?！版V蒸氣在某氣體中冷卻”,說明高溫下鎂與該氣體不反應,由于空氣、CO2、N2在加熱的條件下均能與Mg反應,故不能用作冷卻氣體。2.由海水制備無水氯化鎂,主要有以下步驟:①在一定條件下脫水干燥;②加熟石灰;③加鹽酸;④過濾;⑤濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是()A.②④⑤③① B.③②④①⑤C.③④②⑤① D.②④③⑤①【解析】選D。要從海水中得到無水MgCl2,首先要加熟石灰生成Mg(OH)2沉淀,然后過濾,再將沉淀加鹽酸溶解,得到MgCl2溶液,然后對溶液濃縮結(jié)晶得到氯化鎂晶體(MgCl2·6H2O),最后在HCl氣流中加熱使晶體脫水干燥即得無水MgCl2,故選D。3.(2013·金華高一檢測)浙江海洋經(jīng)濟發(fā)展示范區(qū)建設(shè)已上升為國家戰(zhàn)略,海洋經(jīng)濟將成為浙江經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級發(fā)展的重點。下列說法不正確的是()A.從海水中提取溴單質(zhì)的過程中涉及氧化還原反應B.從海帶中提取碘單質(zhì)的過程中涉及置換反應C.從海水中提取鎂單質(zhì)的過程中涉及分解反應D.從海水中提取氯化鈉的過程中涉及化學反應【解析】選D。從海水中提取氯化鈉利用蒸發(fā)水使鹽結(jié)晶析出的鹽田蒸發(fā)法,因此不涉及化學反應。4.將一定質(zhì)量的Mg、Al、Fe組成的混合物與足量稀硫酸充分反應產(chǎn)生2.8L氫氣(標準狀況下),則金屬的質(zhì)量可能是()A.2gB.4gC.7.2gD.8g【解析】選B。由于金屬的組成不確定則可以設(shè)當金屬分別為三種金屬時利用氫氣的物質(zhì)的量求出金屬的質(zhì)量,即n(H2)==0.125mol,由Fe～H2知需m(Fe)=56g·mol-1×0.125mol=7g,Mg～H2知需m(Mg)=24g·mol-1×0.125mol=3g,2Al～3H2知需m(Al)=27g·mol-1××0.125mol=2.25g,所以金屬的質(zhì)量2.25g<m<7g。5.(2013·溫州高一檢測)海水中含有大量的氯化鎂,從海水中提取鎂的生產(chǎn)流程如下圖所示:回答下列問題:操作①主要是指

。試劑①可選用

,該反應的離子方程式為

。操作②是指

,經(jīng)操作③最終可得金屬鎂,該反應的化學方程式是

?！窘馕觥緾aO加入海水中發(fā)生反應CaO