镁的提取及应用

第4课时镁的提取及应用学习目标1.了解镁单质的生产原理。2.能用实验的方法探索和认识镁及其化合物的性质。3.通过经历实验探究的过程,了解实验研究化学物质的一般方法。学习重点1.镁的化学性质。2.从海水中提取镁的步骤和原理。【自主预习】1.镁的提取从海水中提取金属镁,其简单流程如下:海水中的Mg2+Mg(OH)2

MgCl2金属Mg试写出各步骤发生反应的化学方程式:①________________________________;②__________________________;③_________________。①②③MgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl====MgCl2+2H2OMgCl2====Mg+Cl2↑通电2.镁的性质(1)物理性质:颜色硬度密度_____色软_____银白较小(2)化学性质:写出下列反应的化学方程式:①镁条在氧气中燃烧:______________②镁在氮气中燃烧:_______________③镁条插入盐酸中:_____________________④点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中:_________________点燃2Mg+O2====2MgO3Mg+N2====Mg3N2点燃Mg+2HCl====MgCl2+H2↑2Mg+CO2====2MgO+C点燃3.镁的用途(1)镁合金制造火箭、导弹和飞机的部件。(2)制造_______和焰火。(3)氧化镁①是优质的_______材料。信号弹耐高温【自我小测】判断或回答下列问题:1.(判一判)从海水中提取金属镁的过程中没有氧化还原反应发生。()提示:氯化镁电解制得金属镁是氧化还原反应。2.(判一判)金属镁可用来制造照明弹。()提示:金属镁在燃烧时产生耀眼的白光。3.(判一判)镁铝合金常用于飞机制造业。()提示:镁铝合金质轻坚固,常用于飞机制造业。×√√4.(判一判)金属镁性质活泼,因此不耐腐蚀,必须密封保存。()提示:金属镁性质活泼,在空气中放置产生氧化镁附着于金属镁的表面,阻止镁继续被氧化,因此不用密封保存。5.二氧化碳一定不能支持物质的燃烧吗?提示:不一定。如2Mg+CO2====2MgO+C,在此反应中CO2支持镁的燃烧。×点燃【释义链接】①氧化镁的用途氧化镁熔点高,用于冶金、冶炼、高级镁砖、耐火材料及保湿材料的制造,还广泛用于橡胶、橡胶板、橡胶制品、医药等行业。镁的提取、性质及应用1.海水中含有大量的NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl等氯化物,能否从海水中直接得到镁?提示:不能。海水中的Mg2+的浓度很小,必须使海水中的镁离子富集。2.如何实现Mg2+的富集和分离?试探究应如何选择加入的试剂。提示:先通过海水晒盐使海水浓缩,再加入一种试剂使Mg2+沉淀,如加碱。NaOH价格较高,而CaO价格较低,从当地资源利用来讲,煅烧贝壳比煅烧石灰石要经济,这体现了就地取材、综合利用、节约成本的原则。3.海水提取镁的过程中,采取了哪些措施来提高经济效益?提示:(1)就地取材。海水提镁厂设在海边,利用贝壳生产氧化钙,进一步得到氢氧化钙,降低生产成本;(2)循环利用,提高原料的利用率。电解MgCl2可得到Cl2,Cl2用于制盐酸,盐酸再与Mg(OH)2反应进行循环。4.电解MgCl2得到的镁蒸气冷却成固体时应注意什么?提示:由于镁在高温下能与O2、N2、CO2、H2O等物质发生反应。所以应在He等稀有气体氛围中冷却。【知识点睛】镁的性质【误区警示】海水提镁的注意事项从海水中提取镁的过程中,要注意用Mg(OH)2制得无水MgCl2的方法:先加盐酸反应,再加热浓缩得MgCl2·6H2O晶体,然后再将MgCl2·6H2O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl2。海水是镁的主要来源之一。从海水中提取镁可按如下步骤进行:①把贝壳制成石灰乳;②向引入的海水中加入石灰乳,沉降、洗涤、过滤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥;④电解得到产物。(1)以上提取镁的过程中,没有涉及的化学反应类型是

(填字母)。A.分解反应B.化合反应C.置换反应D.复分解反应(2)下列关于提取镁的说法中,不正确的是

(填字母)。A.此法的优点之一是原料来自大海B.进行①②③步骤的目的是富集MgCl2C.工业上可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D.电解冶炼镁要消耗大量电能【解析】(1)根据镁的提取过程:CaCO3CaOCa(OH)2Mg(OH)2

MgCl2Mg,可知未涉及置换反应。(2)由于MgO的熔点高,工业上不能使用电解熔融MgO的方法冶炼Mg。答案:(1)C(2)C分解分解化合H2O复分解MgCl2复分解HCl分解分解电解△【变式训练】(2013·绍兴高一检测)某工厂用提取粗盐后的盐卤(主要成分为MgCl2)制备金属镁,其工艺流程如下,下列说法中,错误的是()A.操作①发生的反应为非氧化还原反应B.若在实验室进行操作①只需要漏斗和烧杯两种玻璃仪器C.操作②是蒸发浓缩结晶D.在整个制备过程中,未发生置换反应【解析】选B。操作①发生的反应为MgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2+CaCl2,没有元素化合价变化,故A项正确;在操作①中还需要玻璃棒这种玻璃仪器,其作用为引流,故B项错误;操作②把MgCl2溶液蒸发结晶可获得MgCl2·6H2O晶体,故C项正确;盐卤Mg(OH)2MgCl2溶液的反应为复分解反应,MgCl2·6H2O在HCl气流中受热分解制无水MgCl2,MgCl2(熔融)电解为分解反应,故D项正确。【知识拓展】解答与化工生产有关的题目的一般思路明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步发生的反应及得到的产物→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点。1.(2013·福州高一检测)镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料,工业制造镁粉时,使镁蒸气在某气体中冷却。下列可作为冷却气体的是()①空气②CO2③Ar ④H2⑤N2A.①和② B.②和④C.③和④ D.④和⑤【解析】选C。“镁蒸气在某气体中冷却”,说明高温下镁与该气体不反应,由于空气、CO2、N2在加热的条件下均能与Mg反应,故不能用作冷却气体。2.由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是()A.②④⑤③① B.③②④①⑤C.③④②⑤① D.②④③⑤①【解析】选D。要从海水中得到无水MgCl2,首先要加熟石灰生成Mg(OH)2沉淀,然后过滤,再将沉淀加盐酸溶解,得到MgCl2溶液,然后对溶液浓缩结晶得到氯化镁晶体(MgCl2·6H2O),最后在HCl气流中加热使晶体脱水干燥即得无水MgCl2,故选D。3.(2013·金华高一检测)浙江海洋经济发展示范区建设已上升为国家战略,海洋经济将成为浙江经济转型升级发展的重点。下列说法不正确的是()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涉及置换反应C.从海水中提取镁单质的过程中涉及分解反应D.从海水中提取氯化钠的过程中涉及化学反应【解析】选D。从海水中提取氯化钠利用蒸发水使盐结晶析出的盐田蒸发法,因此不涉及化学反应。4.将一定质量的Mg、Al、Fe组成的混合物与足量稀硫酸充分反应产生2.8L氢气(标准状况下),则金属的质量可能是()A.2gB.4gC.7.2gD.8g【解析】选B。由于金属的组成不确定则可以设当金属分别为三种金属时利用氢气的物质的量求出金属的质量,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,所以金属的质量2.25g<m<7g。5.(2013·温州高一检测)海水中含有大量的氯化镁,从海水中提取镁的生产流程如下图所示:回答下列问题:操作①主要是指

。试剂①可选用

,该反应的离子方程式为

。操作②是指

,经操作③最终可得金属镁,该反应的化学方程式是

。【解析】CaO加入海水中发生反应CaO