1、第4课时镁的提取及应用学习目标核心素养建构1.能说出镁的物理性质和在生活中的用途。2.能写出从海水中提取镁的过程。3.会运用镁及其化合物的性质及其反应。知 识 梳 理一、镁的存在及提取1.镁的存在(1)存在形式：化合态。(2)存在位置：地壳和海水。2.镁的提取(1)提取流程：浓缩的海水 Mg(OH)2 MgCl2Mg(2)有关化学反应方程式：利用贝壳制取石灰乳： CaCO3CaOCO2， CaOH2O=Ca(OH)2。沉淀Mg2： MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2。制取MgCl2: Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O 。制取金属镁： MgCl2(熔融)MgCl2。【自
2、主思考】1.为何不用氢氧化钠来沉淀镁离子？提示首先从经济效益来看，氢氧化钠较贵，其次石灰乳来源广泛，原料多。2.工业上为什么不用电解氧化镁制取镁？提示氧化镁的熔点很高，消耗的能量较多。二、镁的性质与用途1.原子结构示意图：，容易失去最外层的2个电子，形成8电子的稳定结构，表现还原性。2.镁的化学性质(1)与非金属单质反应：在O2中燃烧：2MgO22MgO。在Cl2中燃烧： MgCl2MgCl2。在N2中燃烧：3MgN2Mg3N2。(2)与CO2反应：现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色粉末，同时在瓶底有黑色碳生成。化学方程式：2MgCO22MgOC。 (3)与酸反应：现象
3、：镁条溶解，溶液中有气泡产生，试管壁发热。离子方程式： Mg2H=Mg2H2。3.镁的用途(1)镁合金制造飞机、火箭和导弹的部件等。(2)制造信号弹和焰火。(3)氧化镁是优质的耐高温材料。【自主思考】3.做镁的性质实验时，为什么要用砂纸打磨镁条表面？提示镁的性质活泼，其表面是镁与氧气反应生成的氧化镁薄膜，所以要先用砂纸磨去。4.若镁燃烧能否用二氧化碳灭火呢？提示不可以，镁和二氧化碳可以发生反应。5.镁是否可以置换出稀硫酸或盐酸中的氢？离子方程式如何写？提示镁的活泼性比氢强，可以置换其中的氢。Mg2H= Mg2H2效 果 自 测1.下列化学反应，在从海水中提取镁的过程中不会涉及的是()A.Mg2
4、2OH=Mg(OH)2B.Mg(OH)22HCl=MgCl22H2OC.Mg(OH)2MgOH2OD.MgCl2(熔融)MgCl2解析不涉及Mg(OH)2MgOH2O。答案C2.镁条在空气中燃烧后，其生成物中可能含有的物质是()A.MgCO3、MgO、Mg3N2 B.Mg(OH)2、MgO、MgCO3C.MgO、Mg3N2、C D.Mg3N2、C、MgCO3解析镁可以和二氧化碳和氮气、氧气发生反应。答案C探究一、海水提镁【探究讨论】1.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？提示贝壳的作用是作为制备碱的基础原料，其主要成分发生的化学变化为C
5、aCO3CaOCO2。2.从海水中的Mg2到金属镁，经历了哪些化学变化？提示MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2Mg(OH)22HCl=MgCl22H2OMgCl2(熔融)MgCl23.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？提示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。【点拨提升】1.海水提镁的工艺流程图Mg22OH=Mg(OH)2Mg(OH)22HCl=MgCl22
6、H2OMgCl2(熔融)MgCl22.由MgCl26H2O加热脱水制MgCl2应该在HCl气体氛围中进行；工业上电解熔融的氯化镁制取镁，而不是电解氧化镁制取镁。因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。【典题例证1】海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下所示：(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳。贝壳的作用是 ，贝壳所经历变化的化学方程式为 。(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤： 。解析Mg(OH)2比Ca(OH)2更难溶，在沉淀中加入MgCl2溶液，Ca(OH)2会转化成为Mg(OH)2。答案(1)转
7、化为Ca(OH)2，提供反应所需的碱CaCO3CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2(2)加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤【学以致用1】在海水提镁的过程中，通常采用电解熔融氯化镁而不采用电解熔融氧化镁的方法来制取镁，其主要原因是()A.氯化镁容易得到，氧化镁难以得到B.熔融的氧化镁不能导电C.氧化镁的熔点远高于氯化镁的熔点D.氧化镁能与盐酸反应生成氯化镁解析氧化镁的熔点远高于氯化镁的熔点，电解熔融氧化镁时，能耗较大。答案C探究二、镁的性质【探究讨论】1.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？提示“CO2不支持燃烧”的说法是相对的，是不全面的
8、。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。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。2.镁在空气中燃烧的产物是什么？提示镁和氧气生成氧化镁，镁和二氧化碳生成氧化镁和碳，镁和氮气生成氮化镁。【点拨提升】1.镁的化学性质性质举例反应方程式与非金属单质反应与O2反应2MgO22MgO与N2反应3MgN2Mg3N2与非氧化性酸反应Mg2H=Mg2H2与水反应Mg2H2OMg(OH)2H2与氧化物反应2MgCO22MgOC与盐溶液反应MgCu2=Mg2Cu2.镁的燃烧反应由于金属镁的化学性质十分活泼，在空气中可以与氧气、二氧化碳以
9、及氮气反应。反应方程式如下：2MgO22MgO；3MgN2Mg3N2；2MgCO22MgOC。所以燃烧产物为MgO、Mg3N2和C的混合物。但是，在空气中反应的主要产物是MgO。因为氧气的化学性质十分活泼，而且在空气中的含量很大，所以主要发生此反应。另外，虽然二氧化碳和氮气的性质都不活泼，但氮气在空气中的含量占78%，含量很大；二氧化碳在空气中的含量极其微小，所以在定量计算时，镁在空气中与二氧化碳的反应可以忽略不计，只考虑镁与氧气和氮气的反应即可。【典题例证2】已知镁能在O2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。试回答：(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N23MgMg3N2外，还能发生其他反应，
10、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 。答案(1)2MgO22MgO，2MgCO22MgOC(2)剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成大量白烟【学以致用2】下列关于镁的叙述正确的是()A.镁在氮气中不能燃烧B.镁与水不能反应释放出氢气C.镁在氯气中燃烧会产生白烟D.镁可在二氧化碳气体中燃烧，只生成白色固体解析Mg能在N2中燃烧生成Mg3N2，A项错误；在加热条件下，Mg与H2O反应生成H2，B项错误；Mg与CO2反应生成MgO和C，D项错误。答案C1.海水中含的MgCl2是镁的重要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤
11、，洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；将产物熔融后电解。下列说法中不正确的是()A.此法优点之一是原料的来源丰富B.进行步的目的是从海水中提取MgCl2C.第步中电解时会产生氯气D.以上提镁过程中每步的反应都是氧化还原反应解析所涉及的反应有：CaCO3CaOCO2CaOH2O=Ca(OH)2MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2Mg(OH)22HCl=MgCl22H2OMgCl2(熔融)MgCl2。此四步中只有第步是氧化还原反应。答案D2.镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列空气，CO2，Ar，H2，N2，可作为冷却气的是(
12、)A. B. C. D.解析由于镁很活泼，是还原性很强的金属，所以加热时能与许多气体物质反应。如空气、二氧化碳、氮气等，但不与氢气和稀有气体反应。答案C3.铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是()A.不易生锈 B.导电性好C.密度小 D.强度高解析建筑装潢材料属于长期使用的材料，其不易生锈、强度高、密度小等性能，都有利于建筑物的长久、安全使用。但建筑装潢材料没有必要要求导电性好，相反，建筑装潢材料导电性好不利于建筑物的安全使用，因为它导致建筑物遭雷击。答案B4.下列离子方程式正确的是()A.氢氧化钡溶液与盐酸的反应：OHH=H2OB.澄清的石灰水与稀盐酸反应：Ca(OH)22H=Ca22H2OC.氢氧化镁与稀硫酸反应：HOH=H2OD.碳酸钠溶液与盐酸反应：Na2CO3H=2NaH2OCO2解析B项澄清的石灰水中Ca(OH)2完全电离应拆开；C项中Mg(OH)2难溶于水，不能拆；D项中Na2CO3完全电离，应拆开。答案A5.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 。解析由反应方程式知，24 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，故有m3m1m2。答案m3m1m2