专题2第二单元第4课时镁的提取及应用导学案学习专用

1、教育资源 第4课时镁的提取及应用 学习目标定位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 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： 高温入 CaCO3=CaO+ CO2 f； CaO+ H2O=Ca(OH)2。 沉淀镁离子： Mg2 + 2OH =Mg(OH) 2 J。 (3) 制备氯化镁： Mg(OH) 2+ 2HCI=MgCI 2 + 2出0。 (4) 制取金属镁： 一 通电 MgCI 2(熔融)=Mg + CI2 f。 由MgCl2 6H2O加热制取无水 MgCI 2时，要不断通入干燥的 HCI气体，防止MgCI

2、2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 学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na*、Mg、C、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 。 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

3、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)MgCI 2(或氯化镁)过滤 洗涤(3)制备干燥的HCI 气体 一 通电 (4)MgCI 2(熔融)=Mg + Cbf 解析 工业原料要廉价易得。(2)加入MgCL,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 HCI气体。 知识拓展 (1) 使MgCl2 6H2O失去结晶水应在 HCI气流中加热，所以最后应接吸收 HCI气体的装置，如 图所示： (2) 电解熔融MgCl2产生的CI2可以用来制取盐

4、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() NaOH电解 A .海水 Mg(OH) 2Mg 熟石灰HCI电解 B .海水 Mg(OH) 2 MgCI 2 Mg HCI电解 C .海水 MgCI 2 Mg 一 , CI2电解 D .海水 MgCI 2 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HCI(或盐酸)或CI2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

5、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 Mg + H2SO4=MgSO4+出匸。 离子方程式为 Mg + 2H*=Mg2+ +出f。 (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(集气瓶底部要放一些细沙，如图)，观察现 象。 实验现象： 还有黑色的物质附着。 占燃 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：2Mg + CO2=2MgO +

6、Co 问题讨论：集气瓶底部要放一些细沙的作用是防止 (3) 镁与非金属单质反应 点燃 与氧气反应的方程式：2Mg + O2=2MgO ; 点燃 与氮气反应的方程式：3Mg + N2=Mg3N2o 4. 镁的用途 (1)镁合金制造火箭、导弹和飞机的部件。 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、盐以及某些氧化 物反应。 【例3】已知镁能在。2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。试回答下列问题： 占燃 (1)镁在空气中燃烧，除发生反应N2+ 3Mg=Mg3N2外，还能发生其他反应，写出反应的 化学方程式：。 镁条在

7、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？ 点燃点燃 答案 (1)2Mg + O2=2MgO,2Mg + CO2=2MgO + C (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

8、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 D 2 . (2019定海一中期中)镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是 () A MgOB MgO 和 C CMgO、 Mg3N2DMgO、 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，生成的固体的质量依次为 m1、m2、 m3， 下列关系式正确的是 ()

9、Am2m1m3 B. mi = m2m3 C. mi= m2= m3 Dm3m2m1 答案 A 解析 有关反应的化学方程式依次为 点燃点燃 2MgO2=2MgO ； 2MgCO2= =2MgO C； 3Mg 点燃 + N2=Mg 3N2,根据反应方程式易知 0.1 mol Mg分别在足量的 O2、CO2、N 2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

10、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MgCl2 C 第步电解会产生 Cl2 D 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 MgCl 2，也是复分解反应， 步为电 解熔融 MgCl 2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() A . Mg2 + 2OH =Mg(OH) 2 BMg(OH) 2 2HCl=M

11、gCl 22H2O 加热 CMg(OH) 2=MgO H2O 通电 D. MgCl2=Mg + Cbf 答案 C 教育资源 6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 MgCl 2比电解熔融的 MgO 制金属镁更 节约能量 A .B . C .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。 对点训练 题组一 镁的提取 1.用电解熔融氯化镁而不用电解氧化镁制金属镁，可能

12、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 C 2.工业上制取镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，下列可作冷却剂的是() A . CO2B .空气 CH2ODH2 答案 D 解析 Mg具有强还原性，可与 CO?、02、出0、N2反应。 3 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

13、 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生成溴单质，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 厂尘|2,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。 4从海水中提取镁的工艺流程可表示如下： 下列说法不正确的

14、是 ( ) A 用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B 直接电解MgCl2溶液也可以得到镁单质 C 步骤用到的实验仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、三脚架等 D 上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应 答案 B 5 海洋约占地球表面积的71%，对其进行开发利用的部分流程如图所示。下列说法错误的 是() A 试剂 1 可以选用石灰乳 B 从苦卤中提取 Br2反应的离子方程式为 2Br+ Cl2=2C+ B2 C .工业上，电解熔融 MgO冶炼金属镁可减小能耗 D.可用BaCb溶液除去粗盐中的 SO：一 答案 C 解析 A项，煅烧贝壳得到 CaO，将CaO溶于水得到石灰乳， 石灰乳和镁离子反应生成

15、氢氧 化镁沉淀，试剂 1 可选用石灰乳，正确； B 项，氯气能将溴离子氧化为溴单质，反应的离子 方程式为2Br+ Cl2=2C|- + B2，正确；C项，氧化镁熔点很高，氯化镁熔点较氧化镁低， 电解氧化镁冶炼镁成本增加， 不正确； D 项，氯化钡和硫酸根离子反应生成难溶性的硫酸钡， 且氯离子不是杂质离子，正确。 题组二 镁的性质和用途 6 镁在生产生活中应用广泛，下列用途与镁的还原性无关的是() A .制作闪光粉 B .镁合金用来制造火箭的部件 C 用镁从熔融的四氯化钛中提取钛 D .制作焰火 答案 B 7 分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质是 () ACB MgO CMgCO 3D

16、Mg3N2 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 MgCO 3。 8等质量的镁分别在足量的 CO2、O2 中燃烧，有关叙述正确的是 ( ) A .在CO 2中固体产物质量大 B .在02中产生的MgO多 C 氧化剂与还原剂物质的量之比都是2 : 1 D 反应中都是氧元素被还原 答案 A 解析 1 mol Mg分别在足量CO2、O2中燃烧，固体产物质量分别为 46 g、40 g，均消耗0.5 mol 气体。 9. 1.0 g镁在氧气中燃烧后增重 0.64 g,但在空气中燃烧时增重不足0.64 g,其原因可能是

17、 () A .空气中镁燃烧肯定不完全 B .空气中部分镁与 CO2反应 C .空气中部分镁与 N2反应 D .空气中部分镁与水蒸气反应 答案 C 解析 相同质量的 Mg在O2、N2、CO2中燃烧所得固体的质量由少到多的顺序为N2O2bB . ab C. a= bD .无法确定 答案 C 解析 2Na + 2H2O=2NaOH + H2 f 溶液增重 2 mol44 g Mg 2HCl=MgCl 2H2f 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mi= m2,故a= b。 综合强化 13海水是一个巨大的资源宝库，下图是

18、从海水中提取镁的流程图。 (1) 中，属于氧化还原反应的是 (填序号)。 (2) 请写出反应的离子方程式： (3) 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？ ； 。 答案(1) 2 (2)Mg(OH) 22H=Mg22H 2O (3)氯气等原料循环再利用就地取材，利用贝壳制氧化钙 解析 (1)从图上可以看出，反应 均无化合价变化，另外，反应 为氢氧化钙与氯化镁反 应，为氢氧化镁与稀盐酸反应， 为电解熔融状态的氯化镁制镁，只有 有化合价变化。 (2) 离子方程式为 Mg(OH) 22H=Mg22H2O。 (3)为了充分利用原料，上述电解氯化镁 得到的氯气循环到盐酸厂用于制盐酸；另

19、外，利用贝壳为原料制取氧化钙，既节约了原料， 又节约了运输成本。 14 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 )。 加入试剂后，能够分离得到Mg(OH) 2沉淀的方法是 。 (3) 试剂可以选用，其反应的离子方程式为 O (4) 无水 MgCl2 在熔融状态下，通电后会产生Cl2 和 Mg ，写出该反应的化学方程式： 。 答案 (1)Ca(OH) 2(2)过滤 +2+ 盐酸 Mg(OH) 2+ 2H =Mg+ 2出0 一 通电木 MgCI 2(熔融)=Mg + Cbf 解析 使MgCI 2完全转化为 Mg(OH)2,可以加入 Ca(OH)2、KOH、NaOH和Ba(OH)2等碱， 由于Ca(OH)2可以用海边大量的贝壳制得而且价廉，所以试剂最好选用Ca(OH)2。从溶 液中分离出固体可以采用过滤的方法。将Mg(OH) 2沉淀转化为MgCI 2溶液，可以加入盐酸, 2 其反应的离子方程式为 Mg(OH) 2+ 2H +=Mg + + 2出0。 15. (2019诸暨中学段考)在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验，三组实验均各取30 mL同 浓度的盐酸溶液，加入同一种镁铝合金粉末，产生气体，有