《高中化學(xué) 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 第2單元 鈉、鎂及其化合物 第4課時(shí) 鎂的提取及應(yīng)用學(xué)案 蘇教版必修1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中化學(xué) 專題2 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 第2單元 鈉、鎂及其化合物 第4課時(shí) 鎂的提取及應(yīng)用學(xué)案 蘇教版必修1(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第4課時(shí) 鎂的提取及應(yīng)用
學(xué)習(xí)目標(biāo):1.了解金屬鎂的工業(yè)生產(chǎn)原理和流程。2.掌握鎂的主要性質(zhì)及其重要用途。(重點(diǎn))
[自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知]
1.海水中提取鎂
自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式存在于地殼和海水中。海水中鎂的總儲(chǔ)量約為1.81015t。
(1)從海水中提取金屬鎂,其簡(jiǎn)單流程如下:
海水中的Mg2+Mg(OH)2MgCl2Mg
試寫出各步驟發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:
①M(fèi)gCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2;
②Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O;
③MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(2)石灰乳的制備
貝殼(CaC
2、O3)生石灰(CaO)熟石灰[Ca(OH)2]。
寫出兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式
①CaCO3CaO+CO2↑,
②CaO+H2O===Ca(OH)2。
2.鎂的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
(1)Mg原子結(jié)構(gòu)示意圖,表現(xiàn)強(qiáng)還原性。
(2)Mg的化學(xué)性質(zhì)
①與O2反應(yīng)
反應(yīng)方程式:2Mg+O22MgO。
現(xiàn)象:劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體。
②與N2反應(yīng)
反應(yīng)方程式:3Mg+N2Mg3N2。
③與CO2反應(yīng)
反應(yīng)方程式:2Mg+CO22MgO+C。
現(xiàn)象:劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,生成白色物質(zhì)并附有黑色固體。
④與稀硫酸反應(yīng):離子方程式為Mg+2H+===Mg2++H2↑。
3、3.鎂的重要應(yīng)用
鎂是一種重要的金屬材料,密度較小,能與Cu、Al、Sn、Mn、Ti等形成多種合金,這些鎂合金硬度和強(qiáng)度都較大。其應(yīng)用有:
(1)鎂合金制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件等。
(2)制造信號(hào)彈和焰火,其理由是鎂燃燒時(shí)發(fā)生耀眼的白光。
(3)氧化鎂是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料,其理由是熔點(diǎn)高達(dá)2_800_℃。
[基礎(chǔ)自測(cè)]
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“”)
(1)海水中提取Mg既涉及復(fù)分解反應(yīng)又涉及置換反應(yīng)。( )
(2)鎂在空氣中燃燒只生成MgO。( )
(3)Na與冰水反應(yīng)而Mg與熱水可以反應(yīng),可說(shuō)明Na比Mg活潑。( )
(4)Mg(OH)2溶于鹽酸的離
4、子方程式為OH-+H+===H2O。( )
【答案】 (1) (2) (3)√ (4)
2.鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料,海水中鎂的含量約為1.81015 t,目前世界上60%的鎂是從海水中提取的,主要步驟如下:
(1)為了使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,可以加入過(guò)量試劑①,試劑①最好選用________。
(2)加入試劑①后,能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是________。
(3)試劑②可以選用________,其反應(yīng)的離子方程式為
_____________________________________________________________
5、。
【答案】 (1)氫氧化鈉 (2)過(guò)濾 (3)鹽酸 Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
[合 作 探 究攻 重 難]
海水中提取鎂
[思考交流]
(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼。那么,貝殼在生產(chǎn)流程中起什么作用?其主要成分發(fā)生了怎樣的化學(xué)變化?
【提示】 貝殼的作用是作為制備堿的基礎(chǔ)原料,其主要成分發(fā)生的化學(xué)變化為CaCO3CaO+CO2↑。
(2)海水中提取Mg,涉及哪些基本反應(yīng)類型?
【提示】 復(fù)分解反應(yīng),分解反應(yīng)。
(3)從海水中提鎂的過(guò)程中,采取了哪些措施來(lái)提高經(jīng)濟(jì)效益?這對(duì)你有什么啟示?
【提示】 提高經(jīng)濟(jì)效益的措施,一是在主要原料地(靠海處)
6、建廠,二是同時(shí)建造鹽酸廠,充分利用電解氯化鎂的副產(chǎn)物——氯氣。這給我們的啟示是,設(shè)計(jì)工業(yè)生產(chǎn)要從整體出發(fā),對(duì)各個(gè)生產(chǎn)要素和環(huán)境保護(hù)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì),既要提高綜合經(jīng)濟(jì)效益,又要保護(hù)環(huán)境。
(1)海水提鎂的工藝流程圖
→Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
↓
→Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
↓
→MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(2)由MgCl26H2O加熱脫水制MgCl2應(yīng)該在HCl氣體氛圍中進(jìn)行;工業(yè)上電解熔融的氯化鎂制取鎂,而不是電解氧化鎂制取鎂。
因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應(yīng),故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂,應(yīng)在H
7、2氛圍中冷卻。
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
1.下表是氧化鎂和氯化鎂的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù):
物質(zhì)
氧化鎂
氯化鎂
熔點(diǎn)/℃
2 852
714
沸點(diǎn)/℃
3 600
1 412
請(qǐng)參考以上數(shù)據(jù)分析,從海水中提取鎂,正確的方法是( )
A.海水Mg(OH)2Mg
B.海水MgCl2溶液―→MgCl2晶體Mg
C.海水Mg(OH)2MgOMg
D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
D [本題要求學(xué)生既要知道鎂是由電解熔融的MgCl2得到,還要知道實(shí)際生產(chǎn)中從海水提取MgCl2的途徑及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。]
鎂的主要性質(zhì)
[
8、思考交流]
(1)已知鎂能在O2、N2、CO2中燃燒生成相應(yīng)的化合物。試回答下列問(wèn)題:
①鎂在空氣中燃燒,除發(fā)生反應(yīng)N2+3MgMg3N2外,還能發(fā)生其他反應(yīng),寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________________________________
_____________________________________________________________。
②鎂條在氧氣中燃燒時(shí)看到的現(xiàn)象是_______________________________
__________________________________________________
9、____________。
③有同學(xué)認(rèn)為空氣中氮?dú)夂孔畲?,所以產(chǎn)物中氮化鎂含量最大。事實(shí)上是這樣嗎?為什么?
④通過(guò)Mg在N2、CO2中燃燒,對(duì)于燃燒有什么新的認(rèn)識(shí)?
【提示】?、?Mg+O22MgO,2Mg+CO22MgO+C。
②劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,生成大量白煙。
③不是,因?yàn)檠鯕獗鹊獨(dú)饣顫姟?
④燃燒不一定有氧氣參加。
(2)將Mg放入冷水中,加入2滴酚酞有什么現(xiàn)象?然后加熱又有什么現(xiàn)象?寫出有關(guān)化學(xué)方程式。
【提示】 開(kāi)始沒(méi)有明顯現(xiàn)象,加熱后,有氣泡生成,且溶液變粉紅色。Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。
鎂的化學(xué)性質(zhì)
性質(zhì)
舉例
反應(yīng)方程式
與
10、非金屬
單質(zhì)反應(yīng)
與O2反應(yīng)
2Mg+O22MgO
與N2反應(yīng)
3Mg+N2Mg3N2
與非氧化性酸反應(yīng)
Mg+2H+===Mg2++H2↑
與水反應(yīng)
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
與氧化物反應(yīng)
2Mg+CO22MgO+C
與鹽溶液反應(yīng)
Mg+Cu2+===Mg2++Cu
注:Mg在空氣(含CO2)中燃燒產(chǎn)物為MgO、Mg3N2和C,其中MgO最多,C很少,一般可以忽略。
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]
2.將相同質(zhì)量的鎂條分別在①氧氣、②空氣、③氮?dú)?、④二氧化碳中完全燃燒,燃燒后所得固體產(chǎn)物的質(zhì)量由小到大的順序是( )
A.②<①<③<④ B.④=①=②
11、=③
C.③<②<①<④ D.③<①<②<④
C [Mg在氧氣中:2Mg+O22MgO
Mg在空氣中:2Mg+O22MgO(主)
3Mg+N2Mg3N2(微量)
Mg在氮?dú)庵校?Mg+N2Mg3N2
Mg在二氧化碳中:2Mg+CO2C+2MgO
設(shè)有1 mol Mg完全反應(yīng):
a.MgMgO―→O―→增重16 g;
b.MgMg3N2―→N―→增重14 g=9.3 g;
c.MgMgO+C―→O+C―→增重22 g;
故產(chǎn)物質(zhì)量大小順序?yàn)棰埽劲伲劲冢劲?。]
3.在下列溶液中分別放入鎂片,過(guò)一會(huì)兒再把鎂片取出,能使鎂片質(zhì)量增加的溶液是( )
A.氯化鎂溶液 B.氫氧化
12、鈉溶液
C.鹽酸 D.CuCl2溶液
D [Mg能把CuCl2中的Cu置換出來(lái)。]
[當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基]
1.下列化學(xué)反應(yīng),在從海水中提取金屬鎂的過(guò)程中,不會(huì)涉及的是( )
A.MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2
B.Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
C.Mg(OH)2MgO+H2O
D.MgCl2Mg+Cl2↑
C [A項(xiàng)是把海水中的Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀,B項(xiàng)是把Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為MgCl2,D項(xiàng)是電解熔融MgCl2制得Mg和Cl2,C項(xiàng)中的反應(yīng)未涉及。]
2.鎂條在空氣中燃燒后,其生成物中可能含有的物質(zhì)
13、是( )
A.MgCO3、MgO、Mg3N2
B.Mg(OH)2、MgO、MgCO3
C.MgO、Mg3N2、C
D.Mg3N2、C、MgCO3
【答案】 C
3.鎂在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛,下列用途與鎂的還原性無(wú)關(guān)的是( )
A.制作閃光粉
B.鎂合金用來(lái)制造火箭的部件
C.用鎂從熔融的四氯化鈦中提取鈦
D.制作北京奧運(yùn)會(huì)的焰火
B [A、D中是鎂燃燒,做還原劑;C中鎂置換鈦,做還原劑。]
4.干粉滅火器的主要原料為NaHCO3,是一種常用的滅火器,回答下列問(wèn)題:
【導(dǎo)學(xué)號(hào):90512073】
(1)干粉滅火器在滅火時(shí),NaHCO3的作用是___________
14、_______________
_______________________________________________________________
(用化學(xué)方程式表示)。
(2)鎂失火時(shí),________(選填“能”或“不能”)用干粉滅火器滅火,其原因是_______________________________________________________________
(用化學(xué)方程式表示)
【解析】 干粉滅火器在滅火時(shí),NaHCO3受熱發(fā)生分解,產(chǎn)生CO2,鎂失火時(shí),不能用干粉滅火器滅火,因?yàn)殒V能與CO2反應(yīng)。
【答案】 (1)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(2)不能 2Mg+CO22MgO+C
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375