浙江省2020版高考化学复习第3讲元素化学考点11镁的提取及应用学案.docx

考点11镁的提取及应用知识条目必考要求加试要求镁的物理性质及用途aa镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应)bc镁的生产原理ab一、镁的性质1物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性。2化学性质(1)与非金属反应(2)与CO2反应：2MgCO22MgOC(剧烈燃烧，生成白色粉末和黑色固体)(3)与H2O反应：Mg2H2OMg(OH)2H2(4)与H反应：Mg2H=Mg2H2(5)与CuSO4反应：MgCuSO4=CuMgSO4(6)与NH4Cl溶液反应：Mg2NH4Cl=MgCl22NH3H2二、从海水中提取镁的原理与方法1镁的存在：自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中，海水中镁的总储量约为1.81015t。2流程3提取过程中有关反应的化学方程式(1)贝壳煅烧成生石灰：CaCO3CaOCO2；(2)生石灰制成石灰乳：CaOH2O=Ca(OH)2；(3)石灰乳加入海水沉淀池中得到氢氧化镁沉淀(写离子方程式)：Ca(OH)2Mg2=Mg(OH)2Ca2；(4)氢氧化镁与盐酸反应(写离子方程式)：Mg(OH)22H=Mg22H2O；(5)六水合氯化镁晶体在氯化氢气流中加热生成无水氯化镁：MgCl26H2OMgCl26H2O；(6)电解熔融的氯化镁得到金属镁：MgCl2MgCl2。三、镁的用途1镁是一种重要的金属材料。许多密度只有1.8gcm3左右的镁合金，其硬度和强度都较大，大量用于制造火箭、导弹和飞机的部件等。2由于镁燃烧时发出耀眼的白光，因此常用来制造信号弹和焰火。3氧化镁的熔点高达2800，是优质的耐高温材料。【例1】下列有关镁的叙述正确的是()A镁条燃烧引起的火灾可用干粉灭火器扑灭B镁不能与浓硝酸反应C镁制容器可以贮存、运输浓硫酸D镁在CO2中燃烧的产物中含有单质【解析】A干粉灭火器利用压缩的二氧化碳吹出白色干粉来灭火，而镁能与二氧化碳反应，故不能用来灭火；B.镁是活泼金属，可以与浓硝酸反应；C.浓硫酸不能使镁钝化，故镁制容器不可以贮存、运输浓硫酸；D.镁与CO2反应生成氧化镁和碳，产物有单质。【答案】D【提炼】镁的化学性质：能与酸反应，能和二氧化碳反应。【例2】从海水中提取镁，可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；将产物熔融后电解。关于提取镁的下列说法中，不正确的是()A此法的优点之一是原料来源丰富B进行步骤的目的是从海水中提取MgCl2C以上提取镁的过程中没有涉及氧化还原反应D步骤电解时，产生的氯气可用于制取盐酸，循环利用【解析】海水资源丰富，海水中含有大量的镁元素，故A正确；经过步骤可得到MgCl2，故B正确；第步电解熔融氯化镁，产物为镁和氯气，MgCl2MgCl2，是氧化还原反应，故C错误；电解产生的氯气循环利用，可用于制取盐酸，正确。【答案】C【提炼】本题主要考查了从海水中提取镁的过程中所涉及的化学反应原理。贝壳的主要成分为CaCO3，加热分解生成CaO，CaO和水发生化合反应生成Ca(OH)2，与MgCl2发生复分解反应生成Mg(OH)2，再与盐酸反应生成MgCl2，电解熔融氯化镁得到金属镁。涉及分解、化合、复分解反应、氧化还原反应。【例3】2.4g金属镁在盛有bLCO2和O2的混合气体的密闭容器中燃烧。反应后容器内固体物质的质量不可能为()A3.2gB4.0gC4.2gD4.6g【解析】如果0.1molMg全部与O2反应，质量为4.0g，如果0.1molMg全部与CO2反应，生成0.1molMgO和0.05molC，其总质量为4.6g。由于Mg不可能全部只与CO2反应，所以固体物质的质量一定小于4.6g，而镁条并不一定完全燃烧，所以质量可能小于4.0g。【答案】D【提炼】镁条燃烧的增重规律和计算方法镁条可以在氧气、空气、氮气、二氧化碳、氯气等多种气体中燃烧。依据化学方程式分析镁条燃烧后的质量增加问题，以0.1molMg完全燃烧为例：气体质量增重O21.6N20.93空气0.93m1.6CO22.2Cl27.1镁条在混合气体中燃烧的质量增加问题，用极端假设法分析：假设镁全部与气体A或气体B反应，或假设气体全部是A或全部是B，得出两个质量增量m1和m2，则实际增量介于两者之间。【例4】目前世界上60%的镁是从海水中提取的，如图是某工厂从海水中提取镁的主要步骤。学生就这个课题展开了讨论。(一)在海水提取镁的过程中如何实现对镁离子的富集，有三个学生提出自己的观点。学生甲的观点：直接往海水中加入沉淀剂。学生乙的观点：高温加热蒸发海水后，再加入沉淀剂。学生丙的观点：利用晒盐后的苦卤水，再加入沉淀剂。通过分析比较你认为学生_的观点正确(填学生序号)，简述理由：_。(二)在海水提取镁的过程中如何实现对镁离子的分离？(1)为了使镁离子沉淀下来，并充分利用当地的贝壳(主要成分为碳酸钙)资源，加入的足量试剂是_(填化学式)。(2)加入试剂后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是_(填标号字母)。A蒸馏B过滤C萃取D分液(3)加入的足量试剂是_(填化学式)。(4)写出由无水MgCl2制取金属镁的化学方程式：_。【解析】(一)学生甲与其他观点相比，海水中镁离子浓度小，使用沉淀剂的量较大，且不利于收集氢氧化镁，因此学生甲的观点不正确，学生乙与其他观点相比，高温蒸发海水，消耗的能源多，成本太高；学生丙与学生乙相比，利用晒盐后的苦卤，节约能源，成本低；与学生甲相比镁离子浓度高，有利于镁元素的富集，因此学生丙的观点正确。(二)(1)因碳酸钙高温分解得到氧化钙，氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙能与氯化镁反应生成氢氧化镁；(2)因Mg(OH)2不溶于水，可用过滤的方法进行分离；(3)要使氢氧化镁转化为氯化镁，则需要加入盐酸反应，即试剂是盐酸；(3)工业制取镁时，电解熔融状态的氯化镁，生成镁和氯气。【答案】(一)丙镁离子富集浓度高；能源消耗小，成本低(二)(1)Ca(OH)2(或CaO)(2)B(3)HCl(4)MgCl2(熔融)MgCl2【提炼】实际工业生产中，除了要考虑反应原理外，能源消耗、经济成本也是要重点考虑的一个问题。综合各方面，选择最佳方案。【例5】取钠镁合金7.0g进行如下实验：(1)写出Mg在CO2中燃烧的化学方程式：_。(2)向溶液1中加过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为_。(3)写出合金的化学组成为_。【解析】(1)Mg在CO2中燃烧生成氧化镁和单质碳。(2)向溶液1中加过量的NaOH溶液，首先发生氢离子与氢氧根离子的反应，再发生镁离子与氢氧根离子的反应生成氢氧化镁，离子方程式分别为HOH=H2O、Mg22OH=Mg(OH)2；(3)设钠的物质的量为xmol，镁的物质的量为ym