2013-2014学年高一化学苏教版必修一：2.2.4 镁的提取及应用 课件1.ppt

第四课时镁的提取与应用 1 了解镁的存在 掌握从海水中提取镁的工业原理 2 掌握镁的主要性质 3 了解镁的应用 体会化学知识与生产 生活的密切联系 一 镁的提取1 镁的存在 自然界中的镁主要以的形式存在于地壳和海水中 海水中镁的总储量约为1 8 1015吨 化合态 2 镁的提取从海水中提取镁 步骤如下 1 煅烧海边贝壳 制成石灰乳 化学方程式 CaCO3CaO CO2 CaO Ca OH 2 2 将石灰乳加入到海水沉淀池中 得到氢氧化镁沉淀 化学方程式 MgCl2 Ca OH 2 该反应实质上是Mg2 与OH 结合生成Mg OH 2沉淀的反应 离子方程式 Mg2 Ca OH 2 Ca2 Mg OH 2 3 将氢氧化镁与盐酸反应 化学方程式 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 该反应实质上是与反应生成Mg2 与H2O 离子方程式 Mg OH 2 2H Mg2 2H2O 所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体 MgCl2 6H2O 然后在氯化氢气流中加热 转化成氯化镁 化学方程式 MgCl2 6H2O 4 电解熔融制得金属镁 化学方程式 MgCl2 石灰石 H2O Mg OH 2 CaCl2 Mg OH 2 H MgCl2 6H2O 氯化镁 Mg Cl2 高温 1 能否采用直接电解Mg OH 2的方法来制镁 提示 不能 Mg OH 2受热易分解生成MgO 而氧化镁耐高温 熔点很高 电解耗能太大 反应要求的条件也高 二 镁的性质1 镁的物理性质镁是的金属 密度较 1 74g cm 3 有较强的韧性 延展性 是电和热的导体 硬度 熔点 沸点介于钠 铝之间 2 镁的原子结构镁的原子结构示意图为 由其结构可知 镁原子容易最外层的电子 形成镁离子 因此 镁是活泼的金属 在自然界中主要以存在 银白色 小 良 失去 2个 化合态 3 镁的化学性质镁的化学性质活泼 可与活泼非金属 酸等发生反应 1 镁与非金属单质反应 镁与氧气的反应 镁与氯气 氮气的反应 化学方程式分别为 Mg Cl23Mg N2 2 镁与酸的反应把一小段擦去氧化膜的镁条放入一定量的稀硫酸中 镁条上有气泡产生 这是因为镁与酸所电离的H 发生氧化还原反应 把H 还原成氢气 化学方程式 Mg H2SO4 稀 MgSO4 H2 离子方程式为 3 镁与某些氧化物的反应将燃着的镁条伸入盛满二氧化碳的集气瓶中 镁条燃烧 发生耀眼的 瓶内壁上有物质生成 化学方程式 2Mg CO2 2Mg O22MgO MgCl2 Mg3N2 Mg 2H Mg2 H2 白光 黑色 2MgO C 剧烈 2 二氧化碳通常用来灭火 是否它不能支持任何物质的燃烧 提示 否 CO2虽然有惰性 但是它能支持镁条的燃烧 且反应剧烈 三 镁及其化合物的重要用途1 镁的用途 1 镁能与铜 铝 锡 锰 钛等形成许多合金 约含镁80 虽然镁合金的密度只有1 8g cm 3左右 但硬度和强度都较大 因此被大量用于制造 和的部件等 因此 镁被誉为 国防金属 2 由于镁燃烧发出耀眼的 因此常用来制造和 2 氧化镁的用途 氧化镁的熔点高达2800 是优质的耐高温材料 火箭 导弹 飞机 白光 信号弹 焰火 一 镁的提取 如何从海水中提取得到镁 师生互动 提示 海水提取镁的过程 镁的提取过程中涉及哪些化学反应 请用化学方程式 离子方程式 表示 学生交流 提示 CaCO3CaO CO2 CaO H2O Ca OH 2MgCl2 Ca OH 2 CaCl2 Mg OH 2 Mg2 Ca OH 2 Ca2 Mg OH 2 2HCl Mg OH 2 MgCl2 2H2O Mg OH 2 2H Mg2 2H2O MgCl2Mg Cl2 海水的综合利用可以制备金属镁 其流程如下图所示 1 若在空气中加热MgCl2 6H2O 生成的是Mg OH Cl或MgO 写出相应反应的化学方程式 2 Mg OH 2沉淀中混有Ca OH 2应怎样除去 写出实验步骤 3 实验室里将粗盐制成精盐的过程中 在溶解 过滤 蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒 分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的 溶解时 过滤时 蒸发时 思路指引 本题考查了书写化学方程式的能力与镁的化合物的相关知识 只有掌握了从海水中提取镁的知识 才能作答 解析 1 由元素守恒可知 MgCl2 6H2O受热分解除产生MgO或Mg OH Cl外 还有HCl和H2O生成 2 由于Mg OH 2难溶于水 Ca OH 2微溶于水 故除去Mg OH 2中的Ca OH 2 需加入使Ca OH 2转化为易溶于水的物质 经搅拌 过滤 洗涤便可达到目的 一般选用MgCl2或Mg NO3 2溶液 1 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 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 步骤的目的是从海水中提取MgCl2C 第 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 解析 提取镁的过程中发生的反应有 CaCO3CaO CO2 CaO H2O Ca OH 2 Ca OH 2 MgCl2 Mg OH 2 CaCl2 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O MgCl2Mg Cl2 此过程中不涉及置换反应 答案 D 二 镁的性质及应用 镁在空气中燃烧能观察到什么现象 师生互动 提示 镁能剧烈燃烧 且产生耀眼的白光 并且伴有大量的白烟 镁是较活泼的金属 易被氧化 为什么镁又有抗腐蚀的性能 学生交流 提示 因为镁能被氧气氧化生成MgO 覆盖在镁的表面 阻止内部金属进一步被氧化 从而起到保护性作用 故镁有一定抗腐蚀性 为什么镁被称为 国防金属 学生交流 提示 镁能与铜 铝 锡 锰 钛等形成许多合金 约含镁80 虽然镁合金的密度只有1 8g cm 3左右 但硬度和强度都较大 因此被大量用于制造火箭 导弹 飞机的部件等 因此 镁被誉为 国防金属 将相同质量的镁条分别在 氧气 空气 氮气 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 B C D 思路指引 可以设镁的物质的量均为1mol 根据Mg与O2 CO2 N2反应的化学方程式分别计算出所得固体的质量 再进行比较 答案 C 题外小说明 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 2 铝镁合金因坚硬 轻巧 美观 洁净 易于加工而成为新型建筑装潢材料 主要用于制作窗框 卷帘门 防护栏等 下列与这些用途无关的性质是 A 不易生锈B 导电性好C 密度小D 强度高 解析 建筑装潢材料属于长期使用的材料 其不易生锈 强度高 密度小等性能 都有利于建筑物的长久 安全使用 但建筑装潢材料没有必要要求导电性好 相反 建筑装潢材料导电性好不利于建筑物的安全使用 因为它导致建筑物遭雷击 答案 B 一 镁条在空气中燃烧的生成物空气的主要成分有N2 O2 另外含有少量的CO2等 镁条在空气中燃烧时 不仅跟O2反应 还能跟N2和CO2反应 2Mg O22MgO3Mg N2Mg3N2 属离子晶体 2Mg CO22MgO C所以镁条在空气中燃烧的生成物有MgO Mg3N2和C 由上述可知 1molMg分别在 N2 O2 CO2三种气体中充分燃烧后 固体质量增加关系为 同理可讨论足量的镁条分别在等体积 相同条件下 N2 空气 O2 CO2中充分反应后固体质量增加的关系 二 镁及其化合物间的转化关系 1 Mg与CO2的反应是典型的置换反应 Mg作还原剂 CO2作氧化剂 2 K Ca Na等还原剂更强的金属 在点燃的条件下更易在CO2气体中燃烧 当K Ca Na Mg等金属失火后 不能用含CO2或H2O的灭火剂灭火 所以 二氧化碳不能助燃 的说法不是绝对的 二氧化碳对绝大多数可燃物是良好的灭火剂 而对K Ca Na Mg等可燃物是助燃剂 1 下列关于镁元素及其单质的说法中 不正确的是 A 镁在常温下能与氧气反应 生成氧化镁保护膜B 镁在自然界中只有化合态 没有游离态C 镁能在氯气 二氧化碳中燃烧 这说明不只是氧气才有助燃性D 镁的化学性质很活泼 能与O2 Cl2 N2及酸 碱发生反应 答案 D 2 近年来 冠以 绿色 的新概念不断产生 如绿色食品 绿色材料 绿色能源 绿色化学等 这里的 绿色 是对人类社会可持续发展战略的形象表述 绿色化学 要求以经济 环保和技术上设计可行的化学反应 据此 由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中 你认为可行并且符合 绿色化学 要求的方案是 A MgHNO3 Mg NO3 2B MgCl2 MgCl2NaOH Mg OH 2稀HNO3 Mg NO3 2C MgO2 MgO稀HNO3 Mg NO3 2D Mg浓H2SO4 MgSO4Ba NO3 2溶液 Mg NO3 2 解析 A选项会产生有毒气体NOx D选项会产生有毒气体SO2 B选项步骤多 不经济 只有C选项符合 绿色化学 要求 答案 C 3 从海水中可提取各种化工产品 下图是工业上对海水的一种综合利用的流程图 1 在实验室进行过滤所需要的玻璃仪器为烧杯 2 在粗盐中含有Ca2 Mg2 SO42 等杂质 精制时所用的试剂为 A 盐酸B 氯化钡溶液C 氢氧