高中化学第3章自然界中的元素第4节第1课时海水中的元素镁与海水提镁课件鲁科版必修

1.了解海水中元素的存在和用途，认识综合开发利用海水资源的重要意义。2.了解海水提镁的过程及化学原理，认识镁单质的还原性和重要用途。核心素养发展目标达标检测检测评价达标过关新知导学启迪思维探究规律内容索引NEIRONGSUOYIN新知导学XINZHIDAOXUE011.海水中的元素可分为常量元素和微量元素常量元素(即每升海水中的含量均

mg的元素)有：

、

、

、硫、钙、钾、碳、锶、

、硼、氟共11种；微量元素(即每升海水中含量

mg的元素)如：

、

、

等元素。2.海水元素对人体的重要性或主要用途食盐是人体的必需物质，并对人体的

和

都有着重要作用；碘用于制药，人体缺碘会导致大脖子病，一般加碘食盐中添加的是

；

可作为热核反应的重要材料之一，制造

电池，特种合金的原料；铀可作为

。一、海水——元素宝库答案大于1氯钠镁溴低于1锂碘铀血液循环新陈代谢KIO3锂核燃料锂归纳总结海水中的多种元素均是以化合态形式存在，若元素由化合态转化成游离态，元素化合价一定发生变化，即一定发生氧化还原反应。例1不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是A.氯、溴、碘 B.钠、镁、铝C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水解析获得Cl2、NaOH、H2需要电解饱和食盐水；获得Na、Mg、Al需电解相应熔融物，Br2、I2需由Br－、I－氧化得到；食盐、淡水分别通过海水蒸发、蒸馏即可得到，为物理变化。√答案解析方法规律从海水提取化学物质不一定发生化学变化。如海水提取氯化钠和淡水等。1.从海水中提取镁，步骤如下：(1)煅烧海边贝壳(石灰石)，制成石灰乳。反应的化学方程式为_____________________，____________________。(2)将石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀。反应的化学方程式为____________________________________。(3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式为_______________________________，离子方程式为_____________________________。所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)，然后在HCl气流中加热，转化成氯化镁。反应的化学方程式为______________________________。(4)电解熔融氯化镁制得金属镁。反应的化学方程式为______________________。二、镁与海水提镁答案CaCO3

CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2OMgCl2·6H2OMgCl2＋6H2OMgCl2

Mg＋Cl2↑2.根据下列镁的化学性质实验填写表格实验内容实验操作实验现象反应化学方程式或离子方程式镁在O2中燃烧取一段镁条，观察它的颜色。用砂纸把表面的氧化膜擦净，观察金属镁的颜色和光泽，用坩埚钳夹住镁条，点燃____________________________________________________________________________________镁在CO2中燃烧把点燃的镁条放入盛有二氧化碳气体的集气瓶里(集气瓶底部要放一些细沙或少量水)____________________________________________________________________________________________________镁与稀盐酸反应把一小段擦去氧化膜的镁条放入一定量的稀盐酸中_________________________________________________________________答案镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色粉末镁条燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，在集气瓶的内壁有黑色固体附着镁条表面有大量气泡产生，镁条逐渐溶解2Mg＋O22MgO2Mg＋CO22MgO＋CMg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑归纳总结(1)海水提镁①海水提镁的方法向海水中加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸使它转变成氯化镁；之后，经过结晶、过滤、干燥、电解，就可得到金属镁。②海水提镁的流程③提高“海水提镁”经济效益的措施以海边的贝壳等为原料，价格低廉且取之不竭；电解产生的Cl2用于制盐酸，循环使用。(2)镁的性质①镁是一种银白色金属，密度比较小，硬度较小，熔、沸点较低，具有良好的导电和导热性。②镁原子最外层有2个电子，在化学反应中容易失去最外层的2个电子形成Mg2＋，因此Mg是活泼的金属，具有强还原性，可与活泼非金属单质(如O2、Cl2、N2)、酸等反应。③镁易与空气中的氧气反应形成致密的氧化膜，阻止镁继续被氧化，故镁不必特殊保存。④镁与二氧化碳反应实质是镁置换出碳的反应，也是金属置换非金属单质的典型例子。⑤“二氧化碳不能助燃”不是绝对的，二氧化碳对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na(失电子能力比Mg强)等可燃物则是助燃剂。

例2从海水中提取镁，正确的方法是

答案解析√解析A项，Mg(OH)2难溶不易电解，且使用NaOH做沉淀剂不经济，不可行；B项，在海水中直接加盐酸，海水中的MgCl2无法分离出来，不可行；C项，MgO熔点高，熔融时电解消耗的能量大，不可行；只有D项经济可行。

易错警示(1)镁的还原性很强，不能用还原剂还原法制取镁。因MgO的熔点比MgCl2高得多，应用电解熔融的MgCl2制取镁，不能用电解熔融的MgO制取镁。(2)往海水中加入的碱应是石灰乳[Ca(OH)2]而不是NaOH，因石灰乳可由海边贝壳来制取，比NaOH廉价易得。例3下列有关镁的叙述中正确的是A.镁条燃烧引起的火灾可用CO2扑灭B.镁与稀硝酸反应放出氢气C.镁质容器可以贮存、运输浓硫酸D.镁在二氧化碳中的燃烧产物不只有氧化镁

解析镁与二氧化碳在点燃条件下剧烈反应，镁与稀硝酸和浓硫酸在常温下能剧烈反应，且不能放出氢气，故A、B、C项错误；Mg在CO2中燃烧的产物中还有碳，D项正确。√答案解析易错警示钾、钙、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器(产生CO2)灭火；镁与氧化性酸(硝酸和浓硫酸)反应不生成氢气；镁在高温条件也可与水蒸气反应；镁在空气中燃烧除与氧气反应外，还发生反应N2＋3MgMg3

N2(微量)，2Mg＋CO22MgO＋C(微量)。解析根据海水提镁步骤可知涉及的反应有：①CaCO3

CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2，②MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2，③Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O，④MgCl2·6H2O

MgCl2＋6H2O；⑤MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。①为分解反应、化合反应，②为复分解反应，③为复分解反应，④为分解反应，⑤为分解反应。没有涉及到置换反应。例4某工厂采用如下步骤从海水中提取镁：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；③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤，得到含结晶水的晶体；④将所得晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁；⑤电解熔融氯化镁，得到金属镁。(1)请写出步骤①⑤中发生反应的化学方程式：__________________________________________________、___________________________。

答案解析CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑(2)请写出步骤③中发生反应的离子方程式：_______________________________。(3)在以上提取镁的过程中，没有涉及的化学反应类型是_____(填字母)。A.分解反应 B.化合反应C.复分解反应 D.置换反应(4)上述提取镁的流程中，在降低成本、减少污染方面做了一些工作，请写出其中一点：______________________________________________________________________________________。答案Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2OD电解产生的Cl2用于制HCl；利用贝壳分解生成的CaO制石灰乳，降低成本(任写一种，合理均可)规律总结海水提镁为提高经济效益采用的措施：(1)就地取材。海水提镁厂设在海边，利用贝壳生产氢氧化钙；(2)循环利用，提高原料的利用率。电解MgCl2可得Cl2，Cl2用于制取盐酸，盐酸再与Mg(OH)2反应。学习小结返回达标检测DABIAOJIANCE02123456解析在每升海水中含量低于1mg的元素称为海水中的微量元素。1.下列元素①Cl

②Na

③Br

④I

⑤Mg

⑥U属于海水中的微量元素的是A.①②⑤ B.④⑥C.①②③④ D.③④⑤⑥√答案解析123452.关于2Mg＋CO22MgO＋C的叙述正确的是

2做还原剂被还原发生氧化反应D.1molMg参加反应时转移NA个电子解析Mg元素化合价由0→＋2，化合价升高发生氧化反应，Mg做还原剂，1molMg参加反应时转移2mol电子，即2NA个电子；C元素化合价由＋4→0，发生还原反应，CO2做氧化剂。√答案解析6123453.镁粉在焰火、闪光弹、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，下列可作为冷却气体的是①空气②CO2

③Ar

④H2

⑤N2A.①和② B.②和③C.③和④ D.④和⑤解析镁蒸气在某气体中冷却，则该气体必须在高温下不与镁反应，而在高温下镁蒸气与N2、O2、CO2均能反应，与Ar和H2不反应。√答案解析6123454.由海水制取无水氯化镁，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.①③⑤③① B.③②④①⑤C.③④②⑤① D.②④③⑤①解析由海水制取无水氯化镁需先制得Mg(OH)2，后加盐酸。√答案解析65.已知镁能分别与O2、N2、CO2反应，反应的化学方程式分别是2Mg＋O22MgO、3Mg＋N2Mg3N2、2Mg＋CO22MgO＋C。把等质量的金属镁分别放在：①足量纯氧气中；②足量二氧化碳气体中；③足量空气中，完全燃烧后，得到的固体物质的质量分别对应的是W1g、W2g和W3g。以下三者的关系正确的是A.W1>W2>W3 B.W3＝W1>W2C.W3>W2>W1 D.W2>W1>W3123456答案解析√解析由于镁在氧气中燃烧只生成MgO，而镁在二氧化碳气体中燃烧生成MgO和C；所以W2>W1。镁在空气中燃烧，除生成MgO外，还有少量Mg3N2，设1mol镁完全与O2反应生成1molMgO，其固体质量为40g；1molMg与氮气完全反应，生成

固体质量为33.3g，故在空气中生成的固体质量应在40g与33.3g之间，所以有W1>W3。综合上述分析，得关系式为W2>W1>W3。1234566.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下所示：12345解析其成分是CaCO3，能转化为Ca(OH)2可以提供反应所需的碱。CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2。6答案解析(1)海水提镁要用到海滩上的贝壳。贝壳的作用是________________________，贝壳所经