【课堂设计】2014-2015学年高中化学同步课件：2.2.4 镁的提取及应用

解析：(1)镁应由电解熔融的 MgCl2 得到，而不能由电解 MgO 得到，因为 MgO 的熔点比 MgCl2 高得多。 (2)往海水中加入的碱应是石灰乳[即 Ca(OH)2]而不是 NaOH， 因为石灰乳可由海边贝壳来制取，比 NaOH 要便宜得多。 (3)直接加盐酸于海水中，海水中的 MgCl2 无法分离出来。 答案：D
特别提醒 (1)海水中 Mg2 浓度很低，所以不能直接把沉淀剂加入到海水
＋
中，应先将海水浓缩或利用晒盐后的苦卤。 (2)沉淀海水中的 Mg2 时虽然 NaOH 沉淀效果较好， 镁的工厂一般设置在海边， 同时可利用海边的贝壳来制 取石灰乳。 (4)电解 MgCl2 产生的氯气可综合利用来生产盐酸。
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(3)酸、碱、盐在溶液中发生的复分解反应，实质上是两种电 解质在溶液中相互交换离子的反应，这类离子反应发生的条 件是生成难溶物质(沉淀)、放出气体(挥发性物质)或生成水。
知 新
1．自然界中有没有游离态的Na、Mg？请根据它们与水、O2 的反应比较还原性强弱。 提示：没有游离态的Na、Mg，因为它们最外层只有1、2个电 子，很容易失去电子而体现很强的还原性。Na的还原性比镁 强，Na与冷水剧烈反应放出H2，而Mg不能；常温下Na与空 气中的O2很容易化合生成Na2O，而Mg与O2能缓慢反应生成 MgO。
高温 解析：提取镁的过程中发生的反应有CaCO3 == === CaO＋CO2↑；CaO＋H2O= ==Ca(OH)2；Ca(OH)2＋ MgCl2= ==Mg(OH)2↓＋CaCl2；Mg(OH)2＋2HCl= == 通电 MgCl2＋2H2O；MgCl2 == ===Mg＋Cl2↑；此过程中不涉及 置换反应。 答案：D
)
D．镁在空气中燃烧的产物并不全是MgO 解析：A项中由于镁和CO2反应，故不能用CO2扑灭镁燃烧引 起的火灾；B项镁能和热水反应，C项镁和稀硫酸反应，所以 只有D项正确。 答案：D
探究 1：海水提取镁 1．工业流程
2．反应原理 高温 CaCO3 == ===CO2↑＋CaO CaO＋H2O= = =Ca(OH)2 MgCl2＋Ca(OH)2= ==CaCl2＋Mg(OH)2↓ Mg(OH)2＋2HCl= = =MgCl2＋2H2O
浓缩结晶 MgCl2＋6H2O = = = = = MgCl2· 6H2O HCl MgCl2· 6H2O= = = = =MgCl2＋6H2O 加热 通电 MgCl2(熔融)= = = = =Mg＋ Cl2↑
从海水中提取金属镁，正确的方法是( NaOH 电解 A．海水 ― ― → Mg(OH)2 ― ― → Mg HCl 通电 B．海水― ― → MgCl2 溶液→MgCl2(熔融) ― ― → Mg 石灰乳 灼烧 通电 C．海水 ― ― → Mg(OH)2 ― ― → MgO ― ― → Mg
)
石灰乳 HCl D．海水 ― ― → Mg(OH)2― ― → MgCl2 溶液→MgCl2(熔融) 通电 ― ― → Mg
课时4
镁的提取及应用
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。
温 故
1．电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。如 酸、碱、盐等。 2．离子反应及其发生的条件 (1)有离子参加的化学反应称为离子反应。离子反应可用离子 方程式表示。 (2)中和反应的实质是由酸电离出的H 和由碱电离出的OH 结 合生成了水，用离子方程式可以表示为H ＋OH = = = H2O。
2．镁的化学性质
探究2：镁的化学性质 1．镁的化学性质 性质 与非金 属反应 举例 与O2反应 与N2反应 镁 点燃 2Mg＋O2 == ===2MgO 点燃 3Mg＋N2 == ===Mg3N2
与非氧化 性酸反应 与水反应 与氧化物反应 与盐溶液反应
Mg＋2H = ==Mg2 ＋H2↑
＋ ＋
海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。从海水中 提取镁，可按以下步骤进行：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将得到的产物熔 融后电解。关于提取镁，下列说法不正确的是 ( A．此法的优点之一是原料来源丰富 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分解反应、化合反应 和置换反应 )
点燃 2Mg＋O2 == ===2MgO， 点燃 3Mg＋N2 == ===Mg3N2； 点燃 Mg在二氧化碳中：2Mg＋CO2 == ===C＋2MgO。 设有1 mol Mg完全反应： O2 ①Mg― ― → MgO→O→增16g N2 1 2 2 2 ②Mg― ― → Mg3N2→MgN → N→增 ×14 g＝9.3 g 3 3 3 3 CO2 1 1 ③Mg ― ― → MgO＋ C→O＋ C→增22 g，故产物质量为 2 2 ④>①>②>③。 答案：C
2．镁在空气中燃烧将会产生几种固体物质？ 提示：镁在空气中燃烧将会发生如下三个反应：2Mg＋ 点燃 点燃 点燃 O2 == ===2MgO,3Mg＋N2 == ===Mg3N2,2Mg＋CO2 == ===2MgO＋ C，所以将会产生MgO、Mg3N2和C三种固体物质。
镁的存在和镁的提取
1．镁的存在 (1)存在形式：化合态。 (2)存在位置：地壳 和海水 。
2．镁的提取 (1)利用贝壳制取石灰乳： 高温 CaCO3 == ===CaO＋CO2↑，CaO＋H2O= ==Ca(OH)2 (2)沉淀Mg2 ：
＋
MgCl2＋Ca(OH)2= ==CaCl2＋Mg(OH)2↓ (3)提取MgCl2： Mg(OH)2＋2HCl= = =MgCl2＋2H2O (4)制取金属镁： 通电 MgCl2(熔融)== ===Mg＋Cl2↑
从海水中提取金属镁的生产步骤有：①浓缩结晶，② 加石灰乳，③加盐酸，④过滤，⑤熔融电解。 (1)正确的生产步骤是_________________。 (2)请写出有关的反应方程式或离子方程式。 ____________________。 解析：海水中提镁的步骤是：加碱沉淀→过滤加酸→浓缩结 晶→熔融电解。
分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质是 ( ) B．MgO D．Mg3N2
A． C C．MgCO3
解析：空气中有N2、O2、CO2等，而金属镁可以和上述物质 反应，故产物中可能有碳、氧化镁、氮化镁，而不可能有 MgCO3。 答案：C
下列有关镁的叙述正确的是( A．镁条燃烧引起的火灾可用CO2来扑灭 B．镁不跟水反应放出氢气 C．镁制容器可以运输稀硫酸
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( ) B．④＝①＝②＝③ D．③<①<②<④
A．②<①<③<④ C．③<②<①<④
解析：本题考查Mg与O2、N2、CO2的反应以及定量分析问题 的能力。 点燃 Mg在氧气中，2Mg＋O2 == === 2MgO；Mg在空气中(空气中主 要成分是N2和O2，因此Mg在空气中燃烧时，可不考虑2Mg＋ CO2===2MgO＋C的反应)：
答案：(1)②④③①⑤ (2)Ca(OH)2＋Mg2 = = =Mg(OH)2↓＋Ca2
＋ ＋
Mg(OH)2＋2H = = =Mg2 ＋2H2O，
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通电 MgCl2(熔融)== ===Mg＋Cl2↑
镁的结构和化学性质
1．镁的结构 (1)原子结构示意图： (2)结构和性质的关系： 容易 失去 最外层的2个电子，形成8电子的稳定结构， 表现强 还原 性。 。
沸水 Mg＋2H2O== ===Mg(OH)2＋H2↑ 点燃 2Mg＋CO2 == ===2MgO＋C Mg＋Cu2 = ==Mg2 ＋Cu
＋ ＋
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 氧化碳以及氮气反应。反应方程式如下： 2Mg＋O2 点燃 == ===
点燃 点燃 2MgO；3Mg＋N2 == ===Mg3N2；2Mg＋CO2 == ===2MgO＋C。所 以燃烧产物为MgO、Mg3N2和C的混合物。但是，在空气中 反应的主要产物是MgO。因为氧气的化学性质十分活泼，而 且在空气中的含量很大，所以主要发生此反应。另外，虽然 二氧化碳和氮气的性质都不活泼，但氮气在空气中的含量占 百分之十八，含量很大；二氧化碳在空气中的含量极其微 小，所以在定量计算时，镁在空气中与二氧化碳的反应可以 忽略不计，只考虑镁与氧气和氮气的反应即可。