2019高中化学专题2第二单元第四课时镁的提取及应用讲义苏教版z

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镁的提取及应用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＋O22MgO,3Mg＋N2Mg3N2。2．将打磨好的镁条，插入CuSO4溶液中发生什么反应？提示：Mg＋CuSO4===MgSO4＋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H2SO4、盐酸等反应生成H2。离子方程式为：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。[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：①CaCO3CaO＋CO2↑，②CaO＋H2O===Ca(OH)2。(2)沉淀Mg2＋化学方程式：MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2。(3)提取MgCl2n化学方程式：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。(4)制取金属镁化学方程式：MgCl2Mg＋Cl2↑。[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Mg2＋的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg2＋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MgCl2·6H2O晶体，然后再将MgCl2·6H2O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl2。(4)电解产生的Cl2可以循环利用，这样既可以节约资源又可以减轻Cl2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Mg(OH)2MgB．海水MgCl2(熔融)MgC．海水Mg(OH)2MgD．海水Mg(OH)2MgCl2(熔融)Mg解析：选D　本题要求既要知道镁是由电解熔融的MgCl2得到，还要知道实际生产中从海水中提取MgCl2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。n[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O2反应：2Mg＋O22MgO。b．与N2反应：3Mg＋N2Mg3N2。②与酸反应：与盐酸反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。③与CO2反应：2Mg＋CO22MgO＋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。n(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：CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O===Ca(OH)2；MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2；Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；MgCl2Mg＋Cl2↑。2．Mg为活泼金属，可与O2、N2、CO2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。n　　[例1]　海水中含有的MgCl2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MgCl2C．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MgCl2以便用于第④步的电解，B正确；电解MgCl2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MgCl2才能生成镁，电解MgCl2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．Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OC．Mg(OH)2MgO＋H2OD．MgCl2Mg＋Cl2↑解析：选C　A项是把海水中的Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2，D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2，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<④　　　B．④＝①＝②＝③nC．③<②<①<④D．③<①<②<④解析：选C　Mg在氧气中：2Mg＋O22MgOMg在空气中：2Mg＋O22MgO(主)3Mg＋N2Mg3N2(微量)Mg在氮气中：3Mg＋N2Mg3N2Mg在二氧化碳中：2Mg＋CO2C＋2MgO设有1molMg完全反应：a．MgMgO―→O―→增重16g；b．MgMg3N2―→N―→增重×14g＝9.3g；c．MgMgO＋C―→O＋C―→增重22g；故产物质量大小顺序为④>①>②>③。(1)镁可与热水反应：Mg＋2H2O(热水)===Mg(OH)2＋H2↑，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＋Cu2＋===Mg2＋＋Cu。2．已知Mg在CO2中可以燃烧。现将agMg置于盛有bL(标准状况)CO2和O2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CO2有剩余，则容器内的固体物质一定含有________。解析：(1)Mg既可以在O2中燃烧，也可以在CO2中燃烧。(2)若在反应容器中CO2有剩余，则CO2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O2反应生成的MgO。答案：(1)2Mg＋O22MgO、2Mg＋CO22MgO＋C(2)MgOn[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．②④⑤③①　　　　　　B．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Mg2＋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．MgCO3D．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　②CO2　③Ar　④H2　⑤N2可作为冷却气的是(　　)A．①②　B．②③C．③④D．④⑤n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_____________________________________________、________________________________________________________________________。解析：氯水呈黄绿色是因为有氯气溶于水中，加入镁粉后，镁粉可与氯气反应生成氯化镁，从而使氯水褪色；氯化镁可与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀。答案：氯水褪色有气泡冒出　有白色沉淀产生Mg＋Cl2===MgCl2、Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑　MgCl2＋2NaOH===2NaCl＋Mg(OH)2↓