§2.2.4镁的提取及应用.ok
镁的提取方法及应用
镁的提取方法及应用镁是一种常见的金属元素，广泛存在于地壳中。
它具有较低的密度、良好的导电性和热传导性，因此在各个领域有着广泛的应用。
本文将介绍镁的提取方法和一些主要的应用。
镁的提取方法主要有熔融电解法、热还原法和水冶法。
熔融电解法是镁的主要工业生产方法。
该方法采用镁的氯化物（如氯化镁）作为原料，通过熔融电解产生镁金属。
该方法工艺简单，能够高效地提取纯度较高的镁金属。
热还原法主要用于提取镁的硅酸盐矿石（如菱镁矿、透石膏等）。
该方法首先将矿石中的镁化合物与还原剂（如煤、焦炭等）在高温条件下反应，生成镁金属。
然后通过物理分离等步骤，将镁金属从其他杂质中分离出来。
水冶法是一种较为常见的低温提取镁的方法。
该方法以菱镁矿为原料，在酸性条件下与氢氧化钠反应生成氢氧化镁。
然后将氢氧化镁经过过滤、洗涤等工序，得到纯度较高的镁氢氧化物。
最后通过加热或煅烧处理，将镁氢氧化物转化为镁金属。
镁具有较多的应用领域，以下是其中几个主要的应用：1. 轻金属合金制造：镁具有较低的密度和较高的强度，广泛用于制造航空航天器件、汽车零部件、电子设备等。
例如，镁合金可以用于制造飞机的机翼、汽车的发动机罩以及手机的外壳等。
2. 防腐蚀材料：镁可以与氧气中的水反应生成氢氧化镁，形成一层保护层，因此被用作防腐蚀材料。
例如，在海洋工程和化工设备中，镁可以作为防腐蚀涂层或镀层使用。
3. 火箭燃料：镁燃烧时产生大量的热能和光亮，因此常被用作火箭燃料。
镁粉末可以在空气中燃烧，产生高温的火焰，可用于信号弹、照明弹等军事用途。
4. 医疗领域：镁在医疗领域有着广泛的应用。
例如，镁合金可用于制造生化植入物，如骨内固定器、血管支架等。
此外，镁离子也具有抗菌、抗炎和止痛的作用，被用于制造医用材料和药物。
5. 环境保护技术：镁可以与水中的氟化物结合，形成难溶性的氟化镁，用以去除水中的氟化物污染物。
此外，镁也可以用于处理废水、废气和固体废物，发挥污染治理和资源再生的作用。
镁的提取及应用
镁的提取及应用镁及其性质镁是一种常见的金属元素，在自然界中广泛存在。
它的化学符号为Mg，原子序数为12，原子量为24.31。
在化学元素中，镁具有非常高的活性，是地壳中第8位丰富的元素。
由于镁具有较轻的质量和较高的熔点，因此它在工业上被广泛使用。
镁是一种强烈的还原剂，它可以与大多数的非金属元素如氧、氟、氯和硫等反应，形成相应的化合物。
在生物学中，镁是一种重要的元素，其离子对于细胞的正常生理功能非常关键。
它参与了许多基本的生物化学过程，包括DNA合成、蛋白质合成、细胞分裂等。
同时，镁也能够影响人体内的电解质平衡，对心血管系统和免疫系统都有重要影响。
镁的提取方法在工业上，镁的主要生产方法是熔盐电解法。
该方法是指将氯化镁和氯化钠混合的熔盐溶液放入电解槽中，然后通以直流电流，电解出镁和氯气。
氯化镁通常是由镁矿石经过热处理得到的。
除了熔盐电解法外，还有其他的镁的生产方法，包括化学镀铝法、金属热还原法、熔融热还原法和溶剂抽提法等。
但这些方法相对于熔盐电解法而言要复杂且成本更高。
镁的应用由于镁具有较低的密度、良好的导热性和良好的加工性能，因此在工业和制造领域中被广泛使用。
下面是一些例子：轻金属材料由于镁具有较低的密度和高的振动阻尼能力，因此它在制造汽车、航空器、火箭和导弹等方面得到了广泛的应用。
例如，它可用于制造汽车零部件、底盘、引擎外壳、轮毂、飞机机身等。
防腐材料镁也是一种良好的防腐材料，它可以作为阴极保护材料，防止金属腐蚀。
例如，它可以用于制造锅炉、热交换器、储罐、船舶和海上构造物等防腐设备。
医疗行业镁也在医疗行业中得到了广泛应用，它可以用于治疗蛇咬伤、心肌梗塞、哮喘和癌症等疾病。
此外，镁也可以作为缓解紧张情况的镇静剂，常被用于手术前后的镇静剂以及治疗抽搐等症状。
其他应用除了上述应用外，镁还可以用作物种纤维材料，例如制造铸造砂、强化陶瓷制品的烧结剂、生产铝的添加剂、制备金属陶瓷等。
在工业和生物学领域中，镁都发挥着重要的作用。
镁的提取与应用
镁的提取与应用第2单元课时4镁的提取与应用教学设计一、学习目标1．掌握镁的化学性质。
2．通过制取镁的生产流程，进一步学习从经济角度、绿色化学角度考虑问题的方法；3．通过海水中化学资源的进一步开发和镁的用途介绍，将化学理论学习和工业生产、生活相结合，提高开发海洋资源的兴趣和探索精神，在进一步感悟到人类在享受大自然赋予的财富的同时，应该树立环保责任意识，感悟人与自然和谐相处的重要性。
二、教学重点及难点重点：镁的化学性质；从海水中提取镁的步骤和原理。
难点：从海水中提取镁的原理；镁的化学性质。
三、设计思路通过复习海水中含有的主要盐类引出本节课要研究的主题：通过理论分析与资料阅读解决怎样从海水中提取氯化镁和怎样将氯化镁转换为金属镁两个主要问题，通过实验探究认识金属镁的性质和用途。
四、教学过程[情景导入]我们已经知道如何从海水中提取氯、溴、碘的单质，这些物质的制备都依赖于从海水中提取的氯化钠，我们来回顾一下海水中含有的主要四种盐类，浓度仅次于氯化钠的是氯化镁，从海水中提取氯化钠后所得的母液中，氯化镁的浓度较高，那我们怎样将储量巨大的氯化镁从海水中提取出来呢？(ppt2～3)[思考与讨论]氯化镁可以用来制取生产、生活中需求量很大的金属镁，怎样从海水中提取氯化镁？怎样将氯化镁变成我们需要的金属镁？[阅读与讨论]阅读书本P55～56有关镁的提取过程的原理和流程，解决诸如下列问题：1．工厂为何建在海边？2．为何不用氢氧化钠来沉淀镁离子？3．“中和”操作中处理的是“过滤”后的滤液，还是沉淀？[板书]一、镁的提取原理(ppt4～6)CaCO3 CaO＋CO2↑CaO＋H2O＝Ca(OH)2MgCl2＋2Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2gCl2 Mg＋Cl2↑[练习]写出前生成氢氧化镁和氯化镁两个化学反应的离子方程式。
[过渡]烟火的图片，制得的金属镁有哪些性质，可以有哪些用途呢？(ppt7～8)[演示实验] 通过P56的“观察与思考”中的实验，以及镁带在氮气和二氧化碳气体中燃烧的反应录像，学生观察反应现象，归纳镁的性质。
高一化学苏教版必修一2-2-4镁的提取及应用
与氧化物反应 与盐溶液反应
Mg＋Cu2＋===Mg2＋＋Cu
自主探究
精要解读
实验探究
2. 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 点燃 氧化碳以及氮气反应。反应方程式如下：2Mg＋O2 ===== 点燃 点燃 2MgO； 3Mg＋N2=====Mg3N2； 2Mg＋CO2=====2MgO＋C。
提示 氧化镁的熔点很高，消耗的能量较多。
自主探究
精要解读
实验探究
【慎思5】 氮气和二氧化碳都不助燃吗？
提示 错误。从镁的化学性质来看，镁可以在氮气、二氧
化碳中燃烧，所以氮气、二氧化碳也可以助燃。
自主探究
精要解读
实验探究
要点一
|
从海水中提取镁
自主探究
精要解读
实验探究
【例1】► 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 ( )。
自主探究
精要解读
实验探究
【慎思1】 从镁的化学性质来看，在化学反应中镁原子的变化
特点是什么？
提示 镁原子失去最外层的两个电子，达到稳定结构，形 成Mg2＋。
自主探究
精要解读
实验探究
【慎思2】 将石灰乳加入海水中得到Mg(OH)2沉淀的反应能否
用离子方程式Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓来表示？
ห้องสมุดไป่ตู้答案
C
自主探究
精要解读
实验探究
要点二
|
镁的性质
镁的化学性质 1． 性质 举例 与O2反应 与N2反应 反应方程式
点燃 2Mg＋O2=====2MgO 点燃 3Mg＋N2=====Mg3N2
二.2.4 镁的提取及应用
第二单元 钠、镁及其化合物
第四课时 镁的提取及应用
【情景引入】
【思考讨论】
（1）海水中含大量镁元素，如何提取？
（2）镁合金用于飞机的制造，镁可作信号弹，分别利用了镁 的什么性质？
一、镁的存在及提取
1.存在 自然界中镁是以化合态存在于地壳和海水中。 2．镁的提取方法 石灰乳 ↓ 盐酸 ↓
2.镁的物理性质：
金属光泽 银白色 镁是______金属，有________，密 柔软 小 小 度较____，硬度较___，质地_____， 熔点较低，是热和电的良导体。
2．镁的化学性质 (1)与非金属单质反应填化学方程式： 点燃 2Mg＋O2=====2MgO ①在O2中燃烧： ；
点燃 Mg＋Cl2=====MgCl2 ； ②在Cl2中燃烧： 点燃 ③在N2中燃烧：3Mg＋N2=====Mg3N2 。
(2)在CO2中燃烧：
①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，同时在瓶壁上有 黑色固体 生成。 点燃 ②反应化学方程式为 2Mg＋CO2=酸反应： ①现象：镁条 溶解 ，溶液中有 气泡 产生，试管壁发热。
＋ 2＋ ②反应离子方程式为 Mg＋2H ===Mg ＋H2↑ 。
D )
二、镁的原子结构、性质和用途
1．镁的原子结构
(1)原子结构示意图为 。
(2)原子结构和性质的关系：
容易 失去 最外层的 2 个电子形成 镁离子 ，表现强 还原性。
【实验】取出一根镁条其颜色，用砂纸擦去
镁条表面的氧化膜，再观察这根擦亮的镁 条的颜色，并掂量一下它的重量，总结出 镁的物理性质。
3．镁的用途
(1)镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件。 (2)制造信号弹和焰火。 (3)氧化镁熔点为2 800 ℃，是优质的耐高温材料。
镁的提取和应用
Mg2+
ClSO42-
海水中部分元素浓度图
20 18 16 14 12 g/L 10 8 6 4 2 0 氯 钠 镁 钾 溴 碘 钙 硫
海水中镁的总储量约为1.8× 海水中镁的总储量约为 ×1015 t
二、镁的提取
【问题 问题】 问题 1、如果你是一个工程师，如何实现 将化合态的镁转化成游离态的镁？ 2、如何从海水中最终获得纯净的氯化镁？ 加碱沉淀，再加盐酸溶解, 加碱沉淀，再加盐酸溶解,然后在 一定条件蒸干。 一定条件蒸干。
3、海水中含的MgCl2是Mg的重要来源之一,从海水中提镁， 海水中含的MgCl Mg的重要来源之一,从海水中提镁， 的重要来源之一 可按如下步骤进行： 可按如下步骤进行： （1）将贝壳制成石灰乳 ） 在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、 （２）在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗 涤沉淀物 （３）将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物 将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、 （４）将产物熔融后电解 关于提取镁，下列说法中不正确的是（ 不正确的是 关于提取镁，下列说法中不正确的是（ Ｄ ） Ａ、此法的优点之一是原料来源丰富 Ａ、此法的优点之一是原料来源丰富 Ｂ、进行 进行（ ）、（2）、（3 Ｂ、进行（1）、（2）、（3）步的目的是从海水中 提取MgCl2 提取MgCl Ｃ、第四步会产生氯气 Ｃ、第四步会产生氯气 D、以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反 、以上过程中涉及到复分解反应、 应
海水提取镁的工艺流程图
从海水中提取镁的流程
海水 过滤 Mg（OH）2 （ ） 盐酸 石灰乳 水 贝壳 煅烧 CaO MgCl2溶液 蒸发 结晶 MgCl2·6H2O 一定 条件 HCl Cl2 Mg
电解
MgCl2
镁的提取及应用教资面试
镁的提取及应用教资面试镁是一种广泛应用的金属元素，其提取和应用都有着重要的意义。
首先，我们来看一下镁的提取过程。
镁的主要提取方法有两种：一种是矿石提取法，另一种是电解法。
矿石提取法是将镁矿石经过破碎、选矿、浸出等工艺处理，得到镁的化合物，再通过电解或碳热还原得到纯镁。
常用的镁矿石有菱镁矿和辉镁矿。
电解法是将镁盐类溶解在电解质中，通过电解将镁离子还原成镁金属。
这是目前应用最广泛的镁提取方法，主要用于工业生产。
镁的应用非常广泛，以下是镁在不同领域的应用。
首先，镁在工业制造中有重要作用。
镁合金是一种轻质高强度的材料，广泛应用于汽车、航空航天、电子设备等领域。
镁合金制品具有重量轻、强度高、抗震性能好等优点，可以减轻车身重量，提高燃油经济性，降低碳排放。
其次，镁在农业领域也有广泛应用。
镁是植物生长的重要元素之一，对于植物的生长发育起着重要作用。
镁元素的缺乏会导致植物生长不良，产量低下。
因此，在农业生产中，常常会使用镁肥来补充土壤中的镁元素，促进作物的生长。
此外，镁还可以用于环境保护领域。
镁具有很高的反应活性，在环境净化中起到很好的作用。
例如，将镁粉加入到污水中可以吸附重金属离子，起到净化水质的作用。
镁的应用还可以扩展到生活中的方方面面。
镁粉可以用于制作火柴、防腐剂和燃料等。
此外，镁合金还可以用于制作轻便的户外用品，如登山杖、炊具等。
总结起来，镁的提取和应用都具有重要的意义。
从镁的提取来看，矿石提取法和电解法是主要的提取方法。
镁在工业制造、农业、环境保护以及日常生活中都有广泛的应用。
随着科学技术的进步，我相信镁的提取和应用将会得到进一步的发展，并发挥更大的作用。
镁的提取及应用 修订版
➢
④与水反应：
△
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2
作业： 课本P58. 9(作业纸上）
课本P62. 9(作业纸上） 倍速练习册P45-47
2007年12月
➢ 1.镁合金大量用于制造火箭、飞机、导弹的部件
➢ 2.用于制造信号弹、焰火、镁光灯、照明弹
➢ 3.MgO的熔点很高（2800℃），优质的耐火材料
从海水中提取镁的流程
海水
过滤
石灰乳
水 贝壳煅烧 CaO
Mg（OH）2 盐酸
MgCl2溶液 蒸发 结晶
MgCl2·6H2O
HCl
Cl2 Mg
一定 条件
电解
点燃
3 Mg +N2= Mg3N2
探究二：取一小段除去氧化膜的镁条投入盛有一定量稀盐 酸的试管中； 现象： 镁条逐渐溶解，有大量气泡产生
结论： Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
探究三：取一小段除去氧化膜的镁条投入滴有酚酞的水中， 观察现象；加热后再观察现象；
现象： 有气泡产生，滴有酚酞的水溶液变红(但比钠与 水反应缓和得多）；
镁的提取及应用 修订版
用镁合金做车架的捷安特自行车
奥迪轿车镁合金外壳
飞机的外壳
一、镁的用途
➢1.镁合金大量用于制造火箭、飞机、导弹的部件 ➢2.用于制造信号弹、焰火、镁光灯、照明弹 ➢3.MgO的熔点很高（2800℃），优质的耐火材料
含量／g
20 15 10 5-
KCl CaCl2 MgCl2 NaCl
➢ 加入盐酸溶液，然后进行浓缩结晶，在一定条件下制得无 水MgCl2
问题5.如何从无水MgCl2制得Mg单质？ ➢电解融熔的MgCl2
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3.镁与酸发生反应 【实验2】 (课本P56) 实验现象 结论或化学方程式
镁条剧烈反应, Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ 产生气体 Mg+2H+ = Mg2++H2↑
Mg+2HCl =MgCl2+H2↑
4.镁与某些盐溶液发生反应
Mg + FeSO4 = MgSO4 + Fe Mg + CuSO4 = MgSO4 + Cu Mg + 2AgNO3 = Mg(NO3)2 + 2Ag Mg + Fe2+ = Mg2+ + Fe Mg + Cu2+ = Mg2+ + Cu Mg + 2Ag+ = Mg2+ + 2Ag
专题二 从海水中获得的化学物质
第二单元 钠、镁及其化合物
海水中的主要元素及其含量
海水中蕴含的元素有80多种，主要元素有Cl、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱa、Mg、S、Ca、K、Br等。
元素每千克海水中几种氯化物的含量 元素 浓度 浓度 mg· mg· -1 L 含量／gL-1 氯（Cl） 19 350 20 钠（Na） 10 770 290 镁（Mg） 115 10 885硫（S） 5 钙（Ca） 400钾（K） 380 溴（Br） 锶（Sr） 硼（B） 锂（Li） 67 8 4.6 0.17
【思考】1.电解产生的Cl2怎么处理？
2.写出上述过程中所涉及到的化学方程式。
从海水中提取镁的有关反应方程式
CaCO3 CaO＋CO2↑
CaO＋H2O＝Ca(OH)2
MgCl2＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2＋CaCl2
Mg(OH)2 ＋2HCl ＝MgCl2＋2H2O MgCl2 · 2O 6H
铷（Rb） 0.12 钴（Co） 0.000 5 0.06 碘（I） 金（Au） 0.000 004 KCl MgCl2 NaCl CaCl2
一、从海水中提取镁
【流程图】
海水 过滤 Mg(OH)2 石灰乳 煅烧 Mg(OH)2 盐酸
HCl
水 CaO
贝壳
MgCl2溶液 Cl2 Mg 蒸发 结晶 干燥 电解 MgCl2· 2O 6H MgCl2
2Mg+O2 = 2MgO
（3）与Cl2反应:Mg + Cl2 = MgCl2 （4）与N2反应：3Mg + N2 = Mg3N2
点燃 +2 -3 点燃
点燃
2.镁与CO2 和H2O等非金属氧化物反应 【实验1】 (课本P56)
实验现象
结论或化学方程式
镁条剧烈燃烧,产 点燃 生白烟,集气瓶内 2Mg+CO2 2MgO+C 壁产生白色和黑 色固体 Mg+2H2O = Mg(OH)2 +H2↑
三、镁的用途
1.镁合金（约含镁80%）被大量用于火箭、导弹和 飞机等制造业，被称为“国防金属”; 2.镁可以用来制造烟火和信号弹; 3.氧化镁(熔点2800℃)是优质的耐高温材料。
【练习1】
1.工业制得的是熔融态的镁，可以在（ D ）中冷却？ A. 空气 B. 氮气 C. CO2 D. Ar或H2 2.分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质 是 （ C） A. C B. MgO C. MgCO3 D. Mg3N2 3.相同物质的量的镁条在以下气体①O2、②N2、③ CO2中燃烧后，所得固体的质量由大到小的正确顺 序是 （ D ） 若②“N2”改为“空气”呢？ A. ①②③ B. ③②① C. ②①③ D. ③①②
【练习2】
1. 用于飞机制造业的重要材料是（ A ） A.镁铝合金 B.铜锌合金 C.铝铁合金 D.不锈钢 2.有两种金属的合金13g，与足量稀硫酸反应后，在标 准状况下产生气体11.2L，则组成该合金的金属可能 是（ D ） A. Mg和Al B. Cu和Zn C. Fe和Zn D. Al和Fe 3. 2.4g镁在空气中燃烧,反应转移的电子数为 1.204×1023 。 4.分别取1molNa、Mg、Al与足量的盐酸反应，在相同 条件下产生H2的体积比是：_________； 1:2:3 若产生相同物质的量的H2，需要的Na、Mg、Al物质的 6:3:2 量之比是：_________。
通电 HCl气氛
△
MgCl2＋6H2O
MgCl2
Mg＋Cl2↑
二、镁的性质
1.物理性质
①银白色的金属固体；
②硬度较小(质地较软)，熔点较低；
③有良好的导电、导热性和延展性。
镁能与铜、铝、锡、锰、钛等形成许多合金，
虽然镁合金的密度较小，但是硬度和强度都很大。
【思考】根据镁的原子结构特点及金属活动
性顺序，你认为镁的化学性质如何？
2.化学性质
镁的原子结构示意图：
结构 Mg
决 定
易失去2e-
Mg2+
性质
具有强还原性
Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
K Ca Na Mg Al
【镁的化学性质探究】
1.镁与O2 、Cl2 和N2等非金属单质反应
（1）常温下：Mg可以被空气中的O2氧化， 生成MgO。MgO的熔点可以达到2800℃，是 优质的耐高温材料。 （2）点燃：剧烈燃烧，发出耀眼的白光。
元素 钡（Ba） 钼（Mo） 铀（U） 镍（Ni）
浓度 mg· -1 L 0.03 0.01 0.003 0.002
★自然界中的镁主要以化合态形式存在于地壳和海水(MgCl2)中，海水中镁 的总储量约为1.8×1015t。为什么自然界中不存在镁单质？怎样才能获得镁 单质？制取镁的过程是一个什么过程？ ★19世纪初，英国化学家戴维（Humphry· Davy）在实验室中首次制得了钠 单质，不久后又制得镁单质。此后，钠、镁的单质在金属冶炼、电光源研制、 新材料开发等领域大显身手。
【课外思考】
将镁在SO2中燃烧后，生成的物质可能有 方程式为 ； 。 （SO2与CO2性质类似，S与氧气的性质类似）