海水提镁
海水提取镁的方法
海水提取镁的方法近年来，镁作为一种重要的金属元素，在钢铁行业，轻金属行业，冶金行业，农业行业和汽车行业的发展，能源行业的开发，以及医药和建筑行业的创新中发挥了重要的作用。
然而，由于随着人口的增长，镁的需求正在不断增加，但矿物资源有限，这为人类提供了不可替代的金属元素。
因此，研究如何从海水中提取镁成为一个热门话题。
首先，海水中含有大量镁元素，一般含量为550毫克/升。
在受到放电、离子交换和离子浓度差催化下，镁离子可以从海水中提取出来。
其次，通过电极反应可以吸附部分金属离子，并在电极表面形成负载型电解质。
其中，正负电极构成的离子交换膜把海水中的离子分离出来，从而能够析出镁离子。
再者，采用膜过滤法也是一种有效的提取镁的方法，原理是利用膜的过滤精度，将海水中的离子逐层分离，最终过滤出镁离子。
此外，激光脱盐技术也可以实现从海水中提取镁。
激光脱盐技术是一种非电催化的技术，以离子的拆分为基础，利用激光的能量将海水中的离子分离，释放出大量的镁离子。
然后，可以采用逆渗透和海水淡化技术进一步对镁离子进行浓缩和回收。
以上是从海水提取镁的可行方法，但也存在一些潜在的问题。
首先，由于放电和离子交换反应，海水中的盐离子会污染提取的镁产品，从而降低镁的纯度。
其次，激光脱盐技术需要高精度、高性能的激光设备，管理成本较高。
而且，激光脱盐技术所产生的二次污染也是一个值得考虑的因素。
综上所述，海水提取镁的方法是电极反应、膜过滤法以及激光脱盐技术，在实际应用中，应根据具体情况分析选择适当的工艺，以保证镁离子的含量和质量，同时尽量减少污染。
未来，应积极开展新型分离工艺、复合材料制备及可持续利用海水资源的研究，以满足人类不断增长的镁需求。
总之，从海水中提取镁是一项复杂的工程，需要考虑到提取过程中的污染问题，同时也需要采取适当的技术手段以保证最佳的提取效果。
只有在了解提取过程并解决污染问题的基础上，才能实现从海水中高效、安全提取镁的目标。
镁的制备方法
镁的制备方法一、从海水中提取镁1. 沉淀镁离子海水中含有大量的镁离子（Mg²⁺）。
首先向海水中加入石灰乳[Ca(OH)₂]，发生反应：Mg²⁺+Ca(OH)₂ = Mg(OH)₂↓+Ca²⁺。
石灰乳来源广泛且成本相对较低，这个反应能将海水中的镁离子以氢氧化镁沉淀的形式分离出来。
2. 氢氧化镁转化为氯化镁将氢氧化镁沉淀过滤出来后，加入盐酸使其转化为氯化镁溶液，反应方程式为：Mg(OH)₂+2HCl = MgCl₂+2H₂O。
3. 氯化镁的电解氯化镁在熔融状态下电解可制得镁和氯气，化学方程式为：MgCl₂（熔融）电解===Mg+Cl₂↑。
电解过程中，氯化镁需要在无水的条件下进行，因为如果有水存在，会优先电解水，无法得到镁单质。
二、热还原法制备镁1. 以碳为还原剂用白云石（CaCO₃·MgCO₃）为原料，先将其煅烧得到CaO·MgO，然后与碳混合，在高温下反应，反应方程式为：CaO·MgO + C高温===Mg+CaO+CO↑。
不过这种方法由于反应温度高，且产物镁容易与其他物质（如二氧化碳等）发生反应，所以在工业上不是主要的制备方法。
2. 以硅为还原剂2MgO+Si高温===2Mg+SiO₂。
这种方法也需要较高的温度，并且在反应过程中需要严格控制反应条件，以提高镁的产率。
在实际工业生产中，从海水中提取镁的方法更为常用。
三、镁的实验室制备（小规模）1. 镁盐的热分解例如，以碳酸镁为原料，碳酸镁受热分解生成氧化镁和二氧化碳，化学方程式为：MgCO₃===MgO+CO₂↑。
然后用铝热法还原氧化镁得到镁，反应方程式为：3MgO + 2Al高温===3Mg+Al₂O₃。
不过这种方法在实验室中操作相对复杂，且反应条件较苛刻。
海水提镁的化学方程式
海水提镁的化学方程式
海水提镁是一种很有用的技术，可以将海水中的镁资源提取出来。
目前提取镁的化学方程式大致如下：
2NaCl + MgSO4 → MgCl2 + Na2SO4
这是一个由海水提取镁所遵循的基本反应。
在这个反应中，钠氯化物（NaCl）作为一种催化剂，将镁硫酸盐（MgSO4）溶解并分解成镁氯化物（MgCl2）和硫酸钠（Na2SO4）两种产物。
为了使这个反应有效，参与反应的化学物质必须处于理想的温度，酸碱度和浓度。
温度一般设定在50-90摄氏度之间，而酸碱度应当在7.8 - 8.2之间，浓度通常维持在2-3摩尔/升的水平。
此外，还有一个重要的反应机制，即催化水解过程，因为镁硫酸盐分子受到离子催化剂的作用极易水解。
这使得整个反应的速度得以加快，进而促进了镁的有效提取。
最后，在海水提取镁的工艺中，还存在沉淀和离析步骤。
沉淀步骤使用金属离子形成沉淀物，而离析步骤则利用化学混合物或者发生精细化学反应将镁从其他离子中分离出来。
总之，海水提镁是一种有效的方法，可以从大西洋、太平洋和印度洋的海水中提取出大量的镁。
它的化学方程式为2NaCl + MgSO4 → MgCl2 + Na2SO4，该反应需要在特定的温度、酸碱度和浓度等条件下进行，同时还需要用催化剂促进反应，并且存在沉淀和离析步骤。
海水中镁的提取及镁盐的应用(修改版)
第五节 海水中镁的提取及镁盐的常见用途自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中。
海水中镁的总储量约 为1.8x 1015t,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。
目前大部分国家从海水中提取镁的方法是：将石灰乳加入海水沉淀池中，得到 氢氧化镁沉淀，再将氢氧化镁与盐酸反应，蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体 <Mg CI 26H 2O ）。
将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热生成无水氯化镁，电解熔融的 氯化镁可以得到金属镁。
<石灰乳可利用海边大量存在的贝壳煅烧成石灰制得。
）成品: 2______________ 6 你知道吗从海水中提取镁的流程1 /镁及其化合物在生产、生活及科研中应用广泛镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。
其特点是：密度小 <1.8g/cm 3左 右），比强度高，比弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金 大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。
主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆 或镉等。
目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。
它是实用金属中的最轻的金属，镁的比重大约是铝的 2/3，是铁的1/4金属镁及镁合金以其在吸噪声、电磁屏蔽、防辐射、抗震减震等方面的特殊性能, 成为机械制造、电子工业、航天航空、军工装备领域不可缺少的重要原材料。
东京理工大学的Takashi Yabe 博士指出，用上述方法提取镁的成本很高，能耗 巨大，生产1公斤的镁大致需要消耗 10公斤的煤，同时还会产生不小的二氧化碳排 放。
为了改进这一流程，Yabe 博士研发出了一种只利用可再生能源的工艺。
他的方法是利用高强度太阳能产生激光，从而以极高的温度燃烧海水，从中提取出氧化镁， 最终可制的镁。
Yabe 博士称，海水当中的镁的储量巨大，至少够全世界消耗 30万年。
他进一步解释称，利用太阳能产生激光是必须的，因为仅靠太阳能无法产生 3700摄氏度的高温，而这个温度是提取海水中镁的必备条件。
【重点考点】最新高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第二单元 钠、镁及其化合物 第4课时 镁的提取及应
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： ①CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑； ②CaO＋H 2O===Ca(OH)2。
(2)沉淀镁离子： Mg 2＋＋2OH －===Mg(OH)2↓。
(3)制备氯化镁：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2O 。
(4)制取金属镁：MgCl 2(熔融)=====通电Mg ＋Cl 2↑。
由MgCl 2·6H 2O 加热制取无水MgCl 2时，要不断通入干燥的HCl 气体，防止MgCl 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 2＋、Cl －、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_________________。
(2)从过程①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③的实验装置图：其中装置A 的作用是____________________________________________________________。
(4)写出过程④中发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
海水提镁
镁的性质
• 物理性质：镁是一种密度较小、熔点较低，硬 度较小的有金属光泽的银白色固体，有良好的 导电、导热和延展性，被誉为“国防金属”
化学性质：还原性 (1)和水反应：和冷水反应较慢，和热水反 应较快 Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2
镁的主要化学性质-还原性
(2)与酸反应置换氢： Mg+2H +-=Mg 2+ +H2↑ (3)与氧气反应： (4)与CO2反应： (5)与N2反应： 2Mg+O2===2MgO 2Mg+CO2===2MgO+C 3Mg + N2 ===Mg3N2
点燃
点燃 点燃
牛刀小试
• 1.下列有关镁的叙述中，正确的是（D） A.镁条燃烧引起的火灾可以用CO2来扑灭 B.镁不跟水反应放出H2 C.镁制容器可以运输浓硫酸或浓硝酸 D.镁在空气中燃烧的产物并不全是MgO
• 2、从海水中提取镁，正确的方法是（ D ） A.海水 B.海水 C.海水
NaOH
Mg(OH)2
海水提镁流程图
贝壳的作用：提供碱 CaCO3===CaO+CO2↑ CaO+H2O==Ca(OH)2
高温
海水提镁过程：
Mg2+ +2OH- == Mg(OH)2↓ Mg(OH)2+2HCl==MgCl2+2H2O MgCl2（熔融）=== Mg+Cl2↑
电解
经济效益：
（1）就地取材-利用海滩上的贝壳 （2）节约原料-循环利用氯元素 启示：一个真实的化学工业流程所考虑 的问题远比我们想象的复杂。它 不仅考虑化学反应，还要考虑经 济效益、环境保护等问题。
电解
Mg MgCl2晶体
海水中提取镁的过程及原理
海水中提取镁的过程及原理
海水中提取镁的过程是通过海水蒸发结晶方法进行的，主要原理是利用镁在海水中的存在量较高，通过蒸发结晶使镁盐逐渐结晶沉淀，最终得到纯度较高的镁盐。
具体步骤如下：
1. 收集海水：从大海或海湾等海水源中收集海水，通常使用特殊的海水收集设施。
2. 浓缩海水：将收集的海水通过蒸发器进行加热，让其中的水分蒸发，浓缩海水中的溶解物质。
在浓缩的过程中，逐渐增加溶质的浓度，包括镁盐。
3. 结晶分离：将继续浓缩的海水引入结晶桶或结晶盒中，让溶质逐渐结晶沉淀。
可通过装置控制结晶的速度和温度，使得镁盐以晶体的形态逐渐生成。
4. 分离过滤：将结晶后的物质与溶剂进行分离，通常通过过滤的方式将固体的结晶物与溶液分离。
过滤后得到固体沉淀物，即镁盐。
5. 干燥：将分离得到的镁盐进行干燥处理，去除其中的水分和杂质，得到纯度较高的镁盐。
总体来说，海水中提取镁的过程主要依靠海水的浓缩和结晶沉淀的原理，通过控制温度和结晶速度，使镁盐逐渐从海水中分离出来并得以提取。
海水提镁中用石灰乳沉淀镁离子方程式
海水提镁中用石灰乳沉淀镁离子方程式
海水中含有大量的镁离子，而提取海水中的镁离子是一项重要的工业过程。
其中一种方法是使用石灰乳沉淀法。
这种方法利用石灰乳（氢氧化钙）与海水中的镁离子反应，形成沉淀的氢氧化镁。
下面是反应方程式：
Ca(OH)2 + MgCl2 → Mg(OH)2↓ + CaCl2
在这个反应中，石灰乳（Ca(OH)2）与海水中的镁离子（Mg2+）反应，形成沉淀的氢氧化镁（Mg(OH)2）和氯化钙（CaCl2）。
这个反应的原理是基于化学平衡的概念。
石灰乳中的氢氧化钙可以与海水中的镁离子反应，形成氢氧化镁和氯化钙。
这个反应是一个化学平衡反应，因为反应物和产物之间的反应速率相等。
当反应达到平衡时，反应物和产物的浓度不再发生变化。
石灰乳沉淀法是一种简单而有效的方法，可以用于提取海水中的镁离子。
这种方法的优点是成本低廉，易于操作，并且可以在大规模生产中使用。
然而，这种方法也有一些缺点，例如产生大量的废水和废料，需要进行处理和处理。
海水提镁中用石灰乳沉淀镁离子是一种重要的工业过程。
这种方法利用石灰乳与海水中的镁离子反应，形成沉淀的氢氧化镁。
这个反应是一个化学平衡反应，可以用于大规模生产。
然而，这种方法也
有一些缺点，需要进行处理和处理。
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[探究二]单质镁 1.物理性质 颜色 银白色
密度 较小
硬度 较小
熔、沸点 较低
2.化学性质
(3)用途。 镁是一种轻金属,它的密度只有铝的密度的 2/3;另外,镁合金的强度高、机械性能好。这 些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭 的重要材料,从而获得“国防金属”的美誉。
思考：镁在空气中燃烧的产物是什么?镁着火时能用干 冰灭火器灭火吗?能用泡沫灭火器灭火吗?应怎样灭火? 镁在空气中燃烧的产物有MgO、Mg3N2、C。 不能,因干冰灭火器的主要成分是CO2,泡沫灭 火器喷出的是CO2和H2O等,镁能与CO2、H2O 反应。镁着火一般用沙子灭火。
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特别提醒: ①除杂时，要使用过量的沉淀剂确保杂质离 子完全沉淀。 ②设计除杂流程时，要考虑前面过程中引入 的过量离子需在后面的步骤中除去。
2.海水提镁中涉及的基本反应类型有哪些?没有涉 及的基本反应类型有哪些?
海水提镁涉及分解反应、化合反应、复分 解反应,没有涉及置换反应。
(4)电解熔融 MgCl2:MgCl2(熔融)
特别提醒:镁的还原性很强,很难找 到更强的合适的熔融盐的方法制取。
1.粗盐中常含有 Ca2+、Mg2+、S������������ 等杂质,思考如何选用合适的试剂 对粗盐进行精制? 粗盐中常含有 Ca2+、Mg2+、S������������ 等杂质,经常用下列步骤和方法进行 精制: ①加过量 BaCl2 溶液,除去 S������������ ; ②加过量 NaOH 溶液,除去 Mg2+; ③加过量 Na2CO3 溶液,除去 Ca2+、Ba2+; ④过滤,向滤液中加入适量稀盐酸,除去 C������������ 、OH-。
【例题1】 海水的综合利用可以制备金属镁,请回答下列问题: (1)海水提镁要用到海滩上的贝壳。贝壳的作用是 ,贝壳中的 主要成分所经历的变化的化学方程式为 。 (2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?请写出实验步骤: 。 (3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到 玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。 溶解时: 。 过滤时: 。 CaO+CO2↑, 蒸发时: 。 答案:(1)提供反应所需的碱 CaCO3
海水提镁,最基本的方法就是往海水里加碱,使镁离 子转化为氢氧化镁沉淀,将沉淀分离出来后再加入盐 酸把它变成氯化镁,之后经过滤、干燥、电解就可得 到金属镁。利用海边的贝壳制造生石灰,以降低运输 成本,将电解生成的氯气与氢气化合制备盐酸,再将 盐酸与氢氧化镁反应制氯化镁,以实现原料的循环利 用,以及将厂址选在海边等都是为了提高经济效益。
第1课时 海水中的元素及海水提镁
【学习目标】 1.了解镁的还原性和重要用途。 2.体会镁等物质的性质对提取海水中有 用物质的重要作用。 【学习重点、难点】镁的还原性
海水——化学元素宝库 1.常量元素 每升海水中的含量均大于 1 mg 的元素, 有 氯 、 钠 、 镁 、硫、钙、钾、碳、 锶、溴、硼、氟共11种。 其含量占海水所溶解物质总量的 99.9% 。 人类已发现和合成的110多种元素中,有 80 多种能在海水中找到。海水中的元素90% 冰和大气尘埃 是由 江河 输入海洋的,10%是由_________ 输入海洋的。
[探究一]海水提镁
1.原料:苦卤(晒盐后的母液)、贝壳、盐酸。 2.生产流程:
3.反应的化学方程式或离子方程式: (1)制碱:CaCO3 CaO+CO2↑ Ca(OH)2 Ca2++Mg(OH)2↓ MgCl2+2H2O Mg+Cl2↑
CaO+H2O
(2)沉淀:Mg2++Ca(OH)2 (3)酸化:Mg(OH)2+2HCl
2.微量元素及其作用 每升海水中的含量低于1 mg的元素称为海水中的微 量元素。如锂可用于热核反应的重要材料;铀可作为核 燃料;碘用于制药,如碘酒,人缺碘易患甲状腺肿,我国规 定食盐中加入碘酸钾。 3.海水元素对人体的重要性 (1)食盐(NaCl)是人体的必需物质,并对人体的血液循环 和新陈代谢都有着重要作用。 (2)人体缺碘会使人感到头晕、倦怠、全身无力,学习和 工作效率降低,长期缺碘会导致大脖子病,甚至会导致心 脏病。
CaO+H2O
Ca(OH)2, Mg(OH)2↓+CaCl2
Ca(OH)2+MgCl2
(2)加入 MgCl2 溶液,充分搅拌,过滤,用水洗涤沉淀 (3)搅拌,加速溶解 引流,防止液体溅出 搅拌,防止液体飞溅
变式训练1 海水中含有的氯化镁是镁的重要来源之一。 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; ④将产物熔融后电解。 关于提取镁,下列说法中不正确的是( ) A.此法的优点之一是原料的来源丰富 B.进行①②③步骤的目的是从海水中提取MgCl2 C.第④步电解时会产生氯气 D.以上提取镁的过程中涉及的反应有复分解反应、化合 反应和置换反应