浙江2018版高中化学钠镁及其化合物第4课时镁的提取及应用学案苏教版.docx

第4课时镁的提取及应用知识内容必考要求加试要求1.镁的物理性质及用途。2镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应)。3镁的生产原理。abaacb目标定位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。一从海水中提取镁从海水中提取镁，步骤如下：(1)煅烧海边贝壳(石灰石)，制成石灰乳。反应的化学方程式为_，_。(2)将石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀。反应的化学方程式为_。(3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式为_，离子方程式为_。所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl26H2O)，然后在HCl气流中加热，转化成氯化镁。反应的化学方程式为_。(4)电解熔融氯化镁制得金属镁。反应的化学方程式为_。答案(1)CaCO3CaOCO2CaOH2O=Ca(OH)2(2)MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2(3)Mg(OH)22HCl=MgCl22H2OMg(OH)22H=Mg22H2OMgCl26H2OMgCl26H2O(4)MgCl2MgCl2归纳总结从海水中提取镁的流程1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()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。2(1)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_(填字母)。A海水Mg(OH)2MgB海水Mg(OH)2MgCl2MgC海水MgCl2MgD海水MgCl2Mg(2)在合理的提取镁流程中，没有涉及到的四大基本反应类型是_。生产中循环使用的物质是_。答案(1)B(2)置换反应Cl2和HCl解析(1)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。(2)海水提镁的过程中有分解反应(如CaCO3CaO)、化合反应如CaOCa(OH)2、复分解反应如MgCl2Mg(OH)2，而没有涉及置换反应。电解产生的Cl2用于制HCl，Cl2和HCl循环使用。二镁的性质及其应用1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。(1)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。(2)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。(3)问题讨论：集气瓶底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镁在空气中燃烧时，除与O2反应外，还可与N2反应，化学方程式为3MgN2Mg3N2。归纳总结镁的转化关系3将燃着的镁条插入下列气体中，镁条不能继续燃烧的是()AO2 BCl2 CCO2 DAr答案D解析镁有强还原性，与O2、Cl2、CO2都能反应，但与稀有气体Ar不反应。4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，这是由氧气最活泼所致。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。1镁条在二氧化碳中剧烈燃烧，瓶壁有黑点和白色粉末，不能说明()A二氧化碳显氧化性B二氧化碳中含有碳元素C二氧化碳是酸性氧化物D助燃和不助燃是相对的答案C20.1 mol镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧，生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。3根据海水提取镁过程及镁的相关性质分析，以下说法正确的是()AMg在CO2中的燃烧是置换反应B将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程，镁原子失电子转化为Mg2C电解得到镁的过程可以写出离子方程式，但不是氧化还原反应DMg在CO2中燃烧的反应，CO2既是氧化剂又是还原剂答案A解析Mg在CO2中燃烧的化学方程式为2MgCO22MgOC，是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，为置换反应，A项正确；将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应，不是氧化还原反应，没有电子的转移，B项错误；电解得到镁的过程有化合价的变化，是氧化还原反应，C项错误；2gO22gO中，Mg元素化合价升高，Mg是还原剂，CO2中C元素化合价降低，CO2是氧化剂，D项错误。4镁条在空气中燃烧时，镁可与空气中的一种主要成分反应，生成少量的物质A，已知A有下面一系列变化。气体C能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(1)写出A、C、D的化学式：A_；C_；D_。(2)写出下列反应的化学方程式：_；_。答案(1)Mg3N2NH3Mg(OH)2(2)Mg3N28HCl=3MgCl22NH4ClMgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl，NH4ClNaOHNaClH2ONH3解析C是NH3，则A是Mg3N2，Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl两种盐。5目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提取镁的主要流程如下：请回答下列问题：(1)从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是_，写出在沉淀池中发生反应的化学方程式：_。(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的_。(3)操作A是_，操作B是_。(4)加入的足量试剂a是_(填化学式)。(5)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为_，从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于_。答案(1)沉淀Mg2或使Mg2形成Mg(OH)2沉淀MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2(2)贝壳(或牡蛎壳等)(3)过滤加热浓缩(或蒸发结晶)(4)HCl(5)MgCl2MgCl2制盐酸，循环使用解析(1)石灰乳中的Ca(OH)2与海水中的镁盐发生复分解反应生成Mg(OH)2沉淀。(2)海滩上贝壳的主要成分是CaCO3，可用于制取生石灰。(3)从沉淀池中得到Mg(OH)2固体，应利用过滤操作，加热浓缩MgCl2溶液，可使其结晶出MgCl2晶体。(4)溶解Mg(OH)2应用足量盐酸。(5)MgCl2MgCl2，Cl2可用于生产盐酸，循环使用。课时作业经典基础题1下列说法中不正确的是()A通过电解熔融的无水MgCl2可以制得金属镁B镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物C氧化镁是优质的耐火材料D金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料答案D解析金属镁是制作合金的主要材料，D项错误。2下列有关镁的叙述中正确的是()A镁在空气中完全燃烧的产物是纯净物B镁能与碱反应放出氢气C镁制容器可以盛装稀硫酸D镁的金属性不如钠强，故镁与水反应不如钠剧烈答案D3分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质是()AC BMgO CMgCO3 DMg3N2答案C解析空气中有N2、O2、CO2等，而金属镁可以和上述物质反应，故产物中可能有碳、氧化镁、氮化镁，而不可能有MgCO3。4下列说法中不正确的是()A通过电解MgCl2溶液不能制得金属镁B镁在空气中燃烧发出耀眼的白光CMgO是碱性氧化物D1 mol Mg与足量盐酸反应时，生成2 mol H2答案D5某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性B将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D工业上冶炼金属镁是电解熔融的MgO答案B解析稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并及时搅拌，A不正确；过滤时需要用玻璃棒引流，因此C不正确；工业上电解熔融的MgCl2冶炼金属镁，D不正确。6用电解熔融氯化镁而不用电解氧化镁制金属镁，可能的原因是()A易制得MgCl2，不易制得氧化镁B熔融氧化镁不能被电解C氧化镁熔点比氯化镁熔点高得多D电解熔融氧化镁耗电少答案C7舟山群岛新区是中国首个以海洋经济为主题的国家级新区。下列说法正确的是()A从海水中提取溴单质的过程中涉及氧化还原反应B从海带中提取碘单质的过程中只涉及复分解反应C从海水中提取镁单质的过程中涉及置换反应D从海水中提取氯化钠的过程中涉及化学反应答案A解析从海水中提取单质溴，通常是用氯气氧化溴离子为溴单质，然后鼓入热空气或水蒸气，使溴从溶液中挥发出来，冷凝后得到粗溴，涉及氧化还原反应，A项正确；从海带中提取单质碘，主要反应过程是II2，涉及氧化还原反应，不涉及复分解反应，B项错误；从海水中提取镁单质，通常将熟石灰加入海水或卤水中，沉淀出氢氧化镁，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融状态的氯化镁，就能制得金属镁，没有涉及置换反应，C项错误；海水蒸发制氯化钠的过程是利用氯化钠的溶解度随温度变化不大，蒸发水得到氯化钠晶体，是物理变化，D项错误。8已知锂和镁的单质及其化合物在很多性质上具有相似性，由此可以推断下列关于锂及其化合物的叙述中，正确的是()ALiOH加热时，不会分解BLi2CO3加热时，不会分解CLi在氧气中燃烧生成Li2O2DLi与稀硫酸反应生成Li2SO4答案D解析类比镁及其化合物的性质，Mg(OH)2和MgCO3受热都容易分解，LiOH与Li2CO3受热也容易分解，A、B项错误；Mg在氧气中燃烧生成普通的氧化物MgO，所以Li在氧气中燃烧生成Li2O，C项错误；Mg与稀硫酸反应生成MgSO4和H2，Li与稀硫酸反应生成Li2SO4和H2，D项正确。9物质的量为0.1 mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧(产物不含碳酸镁)，反应后容器内固体物质的质量不可能为()A3.2 g B4.0 gC4.2 g D4.6 g答案D解析镁条燃烧时，发生的反应有：2MgO22MgO2MgCO22MgOC若0.1 mol镁条全部发生反应，反应后固体的质量m0.1 mol40 gmol14.0 g。若0.1 mol镁条全部发生反应，反应后固体的质量m0.1 mol40 gmol10.05 mol12 gmol14.6 g。若CO2和O2的量不足，Mg条不能完全燃烧，则反应后固体的质量可能小于4.0 g，但不会等于或大于4.6 g，故D项错误。10把0.5 mol Na和0.5 mol Mg分别投入到足量的m1 g水中和m2 g盐酸中，分别得到溶液a和b。若m1m2，则a与b的质量关系为()Aab BabCab D无法确定答案C解析2Na2H2O=2NaOHH2溶液增重 2 mol 44 gMg2HCl=MgCl2H2溶液增重1 mol22 g可见，消耗0.5 mol Na和0.5 mol Mg，两溶液增重各11 g，因m1m2，故ab。能力提升题11镁原子最外层电子数为_，单质镁的还原性很_，镁在空气中发生的反应有：_、_、_；镁与水反应的剧烈程度_于钠与水反应，说明镁的还原性_于钠。答案2强2MgO22MgO2MgCO22MgOC3MgN2Mg3N2弱弱12在SO2中点燃的镁条像在CO2中那样继续燃烧，但反应较镁和CO2反应更为剧烈，反应结束后，在盛有SO2的广口瓶中可能存在的物质是_(写化学式)，反应的化学方程式为_、_。答案MgO、MgS2MgSO22MgOSMgSMgS解析显然解答本题必须先联想镁和CO2的反应，镁能够在CO2中剧烈燃烧生成氧化镁和碳，镁置换出CO2中的C。然后将此反应迁移到镁和SO2的反应中来，镁置换出SO2中的S，生成的S还能与镁反应生成MgS，这就不同于镁和CO2的反应。13镁及其合金是一种用途很广的金属材料，海水中富含Mg2的化合物，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：(1)为了使MgCl2完全转化为Mg(OH)2，可以加入过量试剂，试剂最好选用_(填化学式)。(2)加入试剂后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是_。(3)