1、第4课时镁的提取及应用核心素养发展目标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1工艺流程2相关反应的方程式(1)分解贝壳制取氢氧化钙：CaCO3CaOCO2；CaOH2O=Ca(OH)2。(2)沉淀镁离子：Mg22OH=Mg(OH)2。(3)制备氯化镁：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。(4)制取金属镁：MgCl2(熔融)MgCl2。由MgCl26H2O加热制取无水MgCl2时，要不断通入干燥的HCl气体，防止MgCl2水解生成Mg(OH)2。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
2、组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na、Mg2、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的实验装置图：其中装置A的作用是_。(4)写出过程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)MgCl2(或氯化镁)过滤洗涤(3)制备干燥的HCl气体(4)MgCl2(熔融
3、)MgCl2解析(1)工业原料要廉价易得。(2)加入MgCl2，电离出Mg2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MgCl26H2O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，如图所示：(2)电解熔融MgCl2产生的Cl2可以用来制取盐酸，以达到废物循环利用的目的。例2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Mg(OH)2MgB海水Mg(OH)2MgCl2MgC海水MgCl2MgD海水MgCl2
4、Mg答案B解析沉淀海水中的Mg2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Cl2不能得到MgCl2，C、D项错误。二、镁的性质及其应用1镁的原子结构镁的原子结构示意图为，原子最外层有2个电子，在化学反应中容易失去最外层电子，形成镁离子。2镁的物理性质镁是银白色金属，密度较小，熔点高，硬度大，易传热，导电。3镁的化学性质(1)镁与酸反应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MgH2SO4=MgSO4H2。离子方程式为Mg2H=Mg2H2。(2)镁与二氧化碳反应把点燃的镁条放入盛有二氧化碳气体的集气瓶里
5、(集气瓶底部要放一些细沙，如图)，观察现象。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。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：2MgCO22MgOC。问题讨论：集气瓶底部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)镁与非金属单质反应与氧气反应的方程式：2MgO22MgO；与氮气反应的方程式：3MgN2Mg3N2。4镁的用途(1)镁合金制造火箭、导弹和飞机的部件。(2)制造信号弹和焰火。(3)氧化镁是优质的耐高温材料。镁是一种较活泼的金属，具有较强的还原性。可以与非金属单质、水、酸、盐以及某些氧
6、化物反应。例3已知镁能在O2、N2、CO2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N23MgMg3N2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)2MgO22MgO,2MgCO22MgOC(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
7、由于氧气比N2、CO2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。镁及其化合物间的转化关系1镁被誉为“国防金属”。金属镁的下列性质不属于物理性质的是()A良好的可塑性 B良好的延展性C良好的导电性、传热性 D反应中易失去电子答案D2(2018定海一中期中)镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是()AMgO BMgO和CCMgO、Mg3N2 DMgO、Mg3N2 和C答案D解析镁能与氧气反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，与CO2反应生成碳和氧化镁，因此镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是MgO、Mg3N2和C。30.1 mol镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧，生
8、成的固体的质量依次为m1、m2、m3，下列关系式正确的是()Am2m1m3 Bm1m2m3Cm1m2m3 Dm3m2m1答案A解析有关反应的化学方程式依次为2MgO22MgO；2MgCO22MgOC；3MgN2Mg3N2，根据反应方程式易知0.1 mol Mg分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧后，固体的质量分别增加1.6 g、2.2 g、0.93 g。4海水中含有MgCl2，是镁的重要来源之一。从海水中提取镁，可以按照如下步骤：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；将所得产物熔融后电解。关于提取镁，下列说法不正确的是()
9、A此法的优点之一是原料来源丰富B进行步操作的目的是从海水中提取MgCl2C第步电解会产生Cl2D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。步用于生成Ca(OH)2，包括分解和化合两个反应，步用于生成Mg(OH)2，为复分解反应，步用于制备MgCl2，也是复分解反应，步为电解熔融MgCl2得到镁，为分解反应。5下列化学反应，在从海水中提取金属镁的过程中，不会涉及的是()AMg22OH=Mg(OH)2BMg(OH)22HCl=MgCl22H2OCMg(OH)2MgOH2ODMgCl2MgCl2答案C6海水提镁的主要流程如下：下列说法正确的是()试剂M是盐酸流程中的反应全部都是非氧化还原反应操作b只是过滤用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量A BC D答案D解析电解无水氯化镁的反应属于氧化还原反应，因此是错误的。操作b应是结晶、过滤、干燥，因此是错误的。