第4課時鎂的提取及應用學習目標1.了解鎂單質的生產原理。2.能用實驗的方法探索和認識鎂及其化合物的性質。3.通過經歷實驗探究的過程,了解實驗研究化學物質的一般方法。學習重點1.鎂的化學性質。2.從海水中提取鎂的步驟和原理。【自主預習】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(1)物理性質:顏色硬度密度_____色軟_____銀白較小(2)化學性質: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是優質的_______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:金屬鎂在燃燒時產生耀眼的白光。3.(判一判)鎂鋁合金常用于飛機制造業。()提示:鎂鋁合金質輕堅固,常用于飛機制造業。×√√4.(判一判)金屬鎂性質活潑,因此不耐腐蝕,必須密封保存。()提示:金屬鎂性質活潑,在空氣中放置產生氧化鎂附著于金屬鎂的表面,阻止鎂繼續被氧化,因此不用密封保存。5.二氧化碳一定不能支持物質的燃燒嗎?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、醫藥等行業。鎂的提取、性質及應用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,從當地資源利用來講,煅燒貝殼比煅燒石灰石要經濟,這體現了就地取材、綜合利用、節約成本的原則。3.海水提取鎂的過程中,采取了哪些措施來提高經濟效益?提示:(1)就地取材。海水提鎂廠設在海邊,利用貝殼生產氧化鈣,進一步得到氫氧化鈣,降低生產成本;(2)循環利用,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。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等物質發生反應。所以應在He等稀有氣體氛圍中冷卻。【知識點睛】鎂的性質【誤區警示】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,結晶、過濾、干燥;④電解得到產物。(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)下列關于提取鎂的說法中,不正確的是

(填字母)。A.此法的優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是蒸發濃縮結晶D.在整個制備過程中,未發生置換反應【解析】選B。操作①發生的反應為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溶液蒸發結晶可獲得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。【知識拓展】解答與化工生產有關的題目的一般思路明確整個流程及每一部分的目的→仔細分析每步發生的反應及得到的產物→結合基礎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。“鎂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)浙江海洋經濟發展示范區建設已上升為國家戰略,海洋經濟將成為浙江經濟轉型升級發展的重點。下列說法不正確的是()A.從海水中提取溴單質的過程中涉及氧化還原反應B.從海帶中提取碘單質的過程中涉及置換反應C.從海水中提取鎂單質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水使鹽結晶析出的鹽田蒸發法,因此不涉及化學反應。4.將一定質量的Mg、Al、Fe組成的混合物與足量稀硫酸充分反應產生2.8L氫氣(標準狀況下),則金屬的質量可能是()A.2gB.4gC.7.2gD.8g【解析】選B。由于金屬的組成不確定則可以設當金屬分別為三種金屬時利用氫氣的物質的量求出金屬的質量,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

,經操作③最終可得金屬鎂,該反應的化學方程式是

。【解析】CaO加入海水中發生反應CaO