高中化学 专题2 第二单元 第四课时 镁的提取及应用(含解析)z高一化学教案

〖镁的提取及应用〗之小船创作1．镁带在空气中燃烧有何明显现象？试写出化学方程式。

提示：镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，化学方程式为：2Mg ＋O 2=====点燃2MgO,3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2。

2．将打磨好的镁条，插入CuSO 4溶液中发生什么反应？ 提示：Mg ＋CuSO 4===MgSO 4＋Cu 。

3．Mg 是否可置换出稀硫酸或盐酸中的氢？离子方程式如何？提示：金属活动性顺序表中，Mg 排在氢之前，可与稀H 2SO 4、盐酸等反应生成H 2。

离子方程式为：Mg ＋2H ＋===Mg 2＋＋H 2↑。

[新知探究]探究 参照教材图2－12，认识从海水中提取镁的重要步骤和反应。

(1)利用贝壳制取石灰乳化学方程式：①CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑， ②CaO ＋H 2O===Ca(OH)2。

(2)沉淀Mg 2＋化学方程式：MgCl 2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl 2。

(3)提取MgCl 2化学方程式：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2O 。

(4)制取金属镁化学方程式：MgCl 2=====通电Mg ＋Cl 2↑。

[必记结论]1．从海水中提取镁的工艺流程2．注意事项(1)不要直接往海水中加沉淀剂。

因为海水中的Mg 2＋的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg 2＋的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂。

(2)从原料来源以及经济等综合角度考虑选用Ca(OH)2试剂作沉淀剂较好。

因为海边有丰富的贝壳，可用来制得Ca(OH)2。

(3)在Mg(OH)2中先加盐酸反应，再浓缩得MgCl 2·6H 2O 晶体，然后再将MgCl 2·6H 2O 晶体在HCl 气氛中加热脱水即可得无水MgCl 2。

(4)电解产生的Cl 2可以循环利用，这样既可以节约资源又可以减轻Cl 2任意排放对环境造成的污染。

[成功体验]1．某化学兴趣小组设计了四种从海水中提取镁单质的工业流程，你认为合理的是( )A ．海水――→NaOH Mg(OH)2――→通电MgB ．海水――→蒸发MgCl 2(熔融)――→通电MgC ．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→通电MgD ．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→盐酸MgCl 2(熔融)――→通电Mg解析：选D 本题要求既要知道镁是由电解熔融的MgCl 2得到，还要知道实际生产中从海水中提取MgCl 2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。

[新知探究]探究1 画出Mg 原子结构示意图，并预测其性质。

(1)镁的原子结构： 原子结构示意图：，易失去最外层的2个电子。

(2)化学性质：①与非金属反应：a ．与O 2反应：2Mg ＋O 2=====点燃2MgO 。

b ．与N 2反应：3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2。

②与酸反应：与盐酸反应：Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑。

③与CO 2反应：2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C 。

探究2 镁及其化合物的重要用途(1)镁合金制造火箭、导弹和飞机的部件。

(2)制造信号弹和焰火。

(3)氧化镁是优质的耐高温材料。

[必记结论]镁与二氧化碳的反应(1)做镁条与CO2反应的实验应注意的问题：①镁条在点燃之前，要用细砂纸除去其表面的氧化膜，否则镁条不易点燃。

②盛二氧化碳的集气瓶中要加入少量细沙，以防高温固体损伤集气瓶。

③集气瓶要始终用玻璃片盖着，镁条在集气瓶中要自上而下慢慢深入。

(2)“二氧化碳不支持燃烧”的说法不是绝对的。

二氧化碳对大多数可燃物是良好的灭火剂，而对于K、Ca、Na、Mg等可燃物则是助燃剂。

(3)镁在常温下极易被空气中的氧气氧化，在表面形成一层致密的氧化膜，所以镁在常温下具有抗腐蚀性。

[成功体验]2．下列说法不正确的是( )A．金属镁在空气中较易被氧化，生成的氧化膜对金属镁有保护作用B．去除表面氧化膜的金属镁，能在空气中点燃，产生耀眼的白光C ．将镁粉加到水中加热煮沸冷却后，滴加酚酞，会变红色D ．氮气很稳定，即使高温加热，去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧解析：选D 镁条表面的氧化膜对镁有保护作用，A 正确；镁条在空气中可点燃，B 正确；镁粉在加热条件下可与水缓慢反应生成Mg(OH)2沉淀物，但Mg(OH)2不是绝对不溶，微量Mg(OH)2溶解在水中，使溶液呈碱性，C 正确；镁条可以在高温下与氮气反应，D 不正确。

———————————————[关键语句小结]————————————————1．从海水提取镁的主要反应：CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑； CaO ＋H 2O===Ca(OH)2；MgCl 2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl 2；Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2O ；MgCl 2=====通电Mg ＋Cl 2↑。

2．Mg 为活泼金属，可与O 2、N 2、CO 2和盐酸等物质发生反应，表现出强还原性。

3．镁合金密度小，硬度和强度都较大；MgO 是优质的耐高温材料。

[例1] 海水中含有的MgCl 2是Mg 的重要来源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①将贝壳制成石灰乳 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来源丰富B ．进行①、②、③步的目的是从海水中提取MgCl 2C ．第四步会产生氯气D ．以上过程中涉及复分解反应、化合反应和置换反应 解析：选D 原料来源丰富是此法的优点之一，A 正确；①、②、③步的目的是从海水中提取MgCl 2以便用于第④步的电解，B 正确；电解MgCl 2生成镁和氯气，C 正确；此过程中无置换反应，D 不正确。

电解熔融MgCl 2才能生成镁，电解MgCl 2溶液不能生成镁，生成氢氧化镁。

1．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 ．Mg 2＋＋2OH －===Mg(OH)2↓B ．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl 2＋2H 2OC ．Mg(OH)2=====加热MgO ＋H 2O D ．MgCl 2=====通电Mg ＋Cl 2↑解析：选C A 项是把海水中的Mg 2＋转化为Mg(OH)2沉淀，B 项是把Mg(OH)2转化为MgCl 2，D 项是电解熔融MgCl 2制得Mg 和Cl 2，C 项中的反应未涉及。

[例2] 将相同质量的镁条分别在①氧气、②空气、③氮气、④二氧化碳中完全燃烧，燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是( )A ．②<①<③<④B ．④＝①＝②＝③C ．③<②<①<④D ．③<①<②<④解析：选C Mg 在氧气中：2Mg ＋O 2=====点燃2MgO Mg 在空气中：2Mg ＋O 2=====点燃2MgO(主) 3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2(微量) Mg 在氮气中：3Mg ＋N 2――→点燃Mg 3N 2 Mg 在二氧化碳中：2Mg ＋CO 2=====点燃C ＋2MgO 设有1 mol Mg 完全反应：a ．Mg ――→O 2MgO ―→O―→增重16 g ； b ．Mg ――→N 213Mg 3N 2―→23N ―→增重23×14 g＝9.3 g ； c ．Mg ――→CO 2MgO ＋12C ―→O＋12C ―→增重22 g ； 故产物质量大小顺序为④>①>②>③。

(1)镁可与热水反应：Mg ＋2H 2O(热水)===Mg(OH)2＋H 2↑，Mg(OH)2是中强碱，能使酚酞变红。

(2)镁可与盐溶液反应(置换较不活泼的金属)：Mg ＋Cu 2＋===Mg 2＋＋Cu 。

2．已知Mg 在CO 2中可以燃烧。

现将a g Mg 置于盛有b L(标准状况)CO 2和O 2混合气体密闭容器中燃烧。

(1)在密闭容器中可能发生的化学反应有________________________________________________________________________。

(2)若在反应容器中CO 2有剩余，则容器内的固体物质一定含有________。

解析：(1)Mg 既可以在O 2中燃烧，也可以在CO 2中燃烧。

(2)若在反应容器中CO 2有剩余，则CO 2可能参加反应，也可能没有参加反应，所以容器内一定含有的固体物质是Mg 和O 2反应生成的MgO 。

答案：(1)2Mg ＋O 2=====点燃2MgO 、2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C (2)MgO[课堂双基落实]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( )A ．②④⑤③①B ．③②④①⑤C ．③④②⑤①D ．②④③⑤①解析：选D 由海水中提取镁可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg 2＋变成Mg(OH)2沉淀，过滤得到Mg(OH)2，然后再加盐酸溶解、浓缩结晶，在一定条件下脱水干燥，最终得到无水氯化镁。

2．分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质是( )A．C B．MgOC．MgCO3 D．Mg3N2解析：选C 镁在空气中燃烧可与CO2反应生成C和MgO，与O2反应生成MgO，与N2反应生成Mg3N2。

3．下列关于镁的叙述中，不正确的是( )A．在空气中燃烧时发出耀眼的白光B．由于镁能够在空气中和氧气反应，所以必须密封保存C．能跟盐酸反应放出氢气D．能跟沸水反应放出氢气解析：选B 镁易和氧气反应生成氧化镁，氧化镁附着在镁的表面，阻碍镁和氧气反应，所以保存镁条时不用密封。

4．镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列①空气②CO2③Ar ④H2⑤N2可作为冷却气的是( )A．①② B．②③C．③④ D．④⑤解析：选C 镁是还原性很强的金属，在加热时能与许多气体物质反应，如空气、二氧化碳、氮气等，但不与氢气和稀有气体反应。

5．将镁粉加入氯水中，可观察到的现象是______________，再向溶液中滴加氢氧化钠溶液，产生的现象是_______________________________________________ _________________________，发生反应的化学方程式分别为_____________________________________________、_______________________________________________ _________________________。