鲁科版必修1 第3章第4节 海水中的元素（第1课时） 教案.doc

第3章 自然界中的元素第4节 海水中的元素第1课时 海水中的元素镁与海水提镁三维目标【知识目标】1. 通过观察思考，交流研讨等教学活动，使学生认识镁单质的还原性和重要用途。2. 理解海水提镁的化学原理，了解其工业流程。【能力目标】1. 培养学生收集、整理、筛选、加工信息的能力，提高其阅读和提取有效信息的能力。2. 培养分析问题和解决问题的能力。【情感目标】通过对海水中化学资源的开发利用的学习，使学生认识到海洋对人类的重要性，学会关注和珍惜自然资源。激发学生的爱国热情，增强其科技兴国的责任感和使命感。教学重点镁的化学性质。教学难点 海水提镁的原理，物质分离提纯的方法。教学过程【引入】节日的夜空，礼花怒放，红的、黄的、绿的、紫的.五光十色，璀璨绚丽，给节日增添了不少喜庆，更给人们以美的享受！我们知道这些美丽的图画都是由金属单质或离子在燃烧时绘制。那么你知道那最耀眼的银白色火花，是什么金属燃烧时绽放的光芒？镁！镁是一种什么样的金属？它有哪些用途？我们怎样获取它？今天就让我们一起来走进镁的世界，领略镁的风采吧！【设计意图】用学生熟悉的焰火创设问题情境，迅速引起学生的注意，激发学生的学习兴趣和求知欲望，并促使学生的思维疑问指向本课的主角镁。【板书】一、镁【展示】下面请大家揭开它神秘的面纱，看看它的真面目。【实验】用砂纸擦掉镁条表面的氧化膜，观察金属镁的颜色和光泽。【学生】描述镁条物理性质。【板书】1. 镁的物理性质：金属镁具有银白色光泽，密度较小。【设计意图】通过观察和触摸，体会镁的光泽和表面氧化膜，感受镁的质轻，使其对镁的物理性质留下深刻印象。【设问】镁能在空气中燃烧。假如某一储镁库房着火，能用二氧化碳灭火器灭火吗？你能用实验证明吗？镁与酸反应吗？【板书】2. 镁的化学性质【实验】镁的化学性质【投影】实验内容实验现象化学方程式结论取一根cm长的镁条，用砂纸将表面的氧化膜擦去，用坩埚钳夹持镁条的一端，将另一端在酒精灯上点燃后，逐渐伸入充满二氧化碳的集气瓶中，至瓶底，观察现象取一根cm长的镁条，用砂纸将表面的氧化膜擦去，用坩埚钳夹持镁条的一端，将另一端在酒精灯上点燃后，逐渐伸入充满空气的集气瓶中，至瓶底，观察现象将擦去氧化膜的镁条，插入到盛有5 ml左右稀盐酸的试管中【提问】在实验中你们观察到什么现象？能得出什么结论？请描述实验现象并写出有关化学反应方程式。【投影】实验内容实验现象化学方程式结论取一根cm长的镁条，用砂纸将表面的氧化膜擦去，用坩埚钳夹持镁条的一端，将另一端在酒精灯上点燃后，逐渐伸入充满二氧化碳的集气瓶中，至瓶底，观察现象镁条剧烈燃烧，发出耀眼的光，放出大量的热，瓶壁有白色和黑色固体2mg + co2 2mgo + c镁与二氧化碳反应，生成碳和氧化镁取一根cm长的镁条，用砂纸将表面的氧化膜擦去，用坩埚钳夹持镁条的一端，将另一端在酒精灯上点燃后，逐渐伸入充满空气的集气瓶中，至瓶底，观察现象镁条剧烈燃烧，发出耀眼的光，放出大量的热，生成白色固体2mg + o2 2mgo镁与氧气反应，生成氧化镁将擦去氧化膜的镁条，插入到盛有5ml左右稀盐酸的试管中镁条溶解，表面产生大量气泡mg + 2hcl = mgcl2 + h2mg + 2h+ = mg2 + + h2镁是活泼金属【提问】在上述反应中，镁的变化有什么共同之处？说明镁具有什么性质？【学生】分析反应实质，得出结论。【板书】镁是较活泼的金属，具有较强的还原性。【设计意图】将演示实验改为学生实验，调动学生学习的积极性，学生对实验现象的观察更清楚，印象更深刻，有利于对反应实质的分析，更好的理解镁的还原性。【提问】镁还能与哪些物质反应？【提示】根据“镁是较活泼的金属，具有较强的还原性”的结论进行推测。【设计意图】及时的拓展应用有利于强化“较强还原性”的理解，同时也训练了从个别到一般的思想方法。【提问】根据镁的性质，你认为镁在自然界中会以什么形态存在？【学生】化合态：陆地菱镁矿、白云石等。 海水氯化镁、硫酸镁等。【设计意图】根据性质推测和理解物质的存在和用途是化学学习中知识整合、形成系统的重要方法，需要经常不断地进行训练和应用。同时可进一步强化“镁是活泼金属，具有较强还原性”的结论。【讲述】显然，要从自然界提取镁，就是要将化合态的镁还原为游离态的镁，我国目前主要是从镁矿石中提取镁，美国、英国、日本等走在海水提镁的前列。我们今天要讨论的是如何从海水中提取镁。【板书】二、海水提镁【思考】请你用化学方程式表示海水提镁的化学原理。【提示】mg2+2oh- = mg(oh)2 利用氢氧化镁的难溶性mg(oh)2 + 2hcl = mgcl2 + 2h2omgcl2mg + cl2【设问】海水中的镁主要是氯化镁，浓度很小，那么人们如何利用自然资源从海水中把氯化镁提取出来，又怎样将氯化镁中的镁还原出来呢？ 在海水提镁的过程中为什么不用蒸发海水或向海水中加沉淀剂使镁离子沉淀下来的方法？选择用海滩晒盐后得到的苦卤为原料得氯化镁，好处有哪些？【讲述】从mg2在海水中的浓度分析，前两种方法生产成本会非常高，第三种方法不仅提高了海水中的镁含量，而且同时去掉了大部分的钠、钾离子。【设问】应选择什么试剂作为镁离子的沉淀剂？【投影】有关氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾近期市场价格图表试剂氢氧化钾氢氧化钠氢氧化钙氧化钙价格5 2382 3051 200700【实验】向模拟的浓缩海水（含较多的氯化钠、氯化镁、氯化钙、氯化钾）中加入石灰乳，检验生成的沉淀。【小结】应选择石灰乳作为镁离子的沉淀剂。【提问】为制备石灰乳，厂址宜设在哪里？【提示】（1）石灰石矿区。（2）海边有大量贝壳、珊瑚礁石，主要成分就是碳酸钙，就地取材，更便宜。（3）大量开采会破坏生态环境，最好二者兼顾。【讲述】煅烧贝壳得到生石灰，生石灰加水得到石灰乳。我们将石灰乳加入到苦卤中就得到了氢氧化镁沉淀。这样得到的镁不够纯，所以我们必须要考虑提纯。如何提纯呢？我们可以考虑传统菱镁矿提取镁中的一些方法。如：【投影】方法一：可以煅烧氢氧化镁得到氧化镁，再用类似炼铁的方法，在2 000 下用焦炭还原氧化镁，才能制得单质镁。这样得到的镁常含有较多的杂质。方法二：在氢氧化镁中加入盐酸得到氯化镁后，电解熔融氯化镁（熔点714 ）得到镁和氯气。附：氧化镁的熔点（2 800 ）【提问】哪种方法提纯镁更好？【总结】通过以上的学习讨论，镁在我们心目中是一个什么形象？【提示】（1）大镁在自然界的储量巨大。（2）小密度小（3）多用途多。镁合金的强度高、机械性能好。（4）少污染少。从海水中提取镁能耗低、污染小，其产品回收性强，如果每辆汽车上使用70公斤镁合金，co2的年排放量就能减少30%以上。被称为二十一世纪的绿色材料。（5）美丽镁具有美丽的银白色光泽。（6）活泼镁是较活泼的金属，具有较强的还原性，可与氧气和某些氧化物反应，因而在冶金工业上常被用作还原剂和脱氧剂。（7）天使制造汽车、飞机、火箭的重要材料。有“国防金属”的美誉。【结束语】无论是镁的提取还是镁的应用，都还有很多技术难题有待攻克。如：如何获得高纯度的镁，如何避免镁产品的腐蚀（因为镁具有较强的还原性）等，这些问题都得靠你们去解决，改变中国“应用开发严重滞后，技术和设备落后，产品技术含量低”的重任落在你们肩上。你们当不辱使命，奋发图强！【设计意图】使学生形成对金属镁的整体印象，激发他们的爱国热情，增强其科技兴国的责任感和使命感。板书设计一、镁1. 镁的物理性质颜色密度硬度熔、沸点银白色较小 较小 较低 2. 镁的化学性质2mg + co2 2mgo + c（耀眼的白光，生成白色固体，瓶壁上有黑色固体）2mg + o2 2mgo3mg + n2 mg3n2mg + 2h+ = mg2 + + h2二、海水提镁caco3caoco2；caoh2o=ca(oh)2mg2+2oh- = mg(oh)2 mg(oh)2 + 2hcl = mgcl2 + 2h2omgcl2mg + cl2课堂小结1海水提镁的原理和流程(1)原理镁的还原性很强，很难找到更强的合适的还原剂将镁从镁的化合物中还原出来，工业制镁时一般采用电解熔融盐的方法制取。(2)原料苦卤(晒盐后的母液)、贝壳、盐酸。(3)流程碱的制取需要的碱取自海边丰富的贝壳(主要成分：caco3)，caco3分解后产生的cao再与水反应即得碱，其反应的化学方程式：caco3caoco2，caoh2o=ca(oh)2。mgcl2固体的制取mgcl2ca(oh)2 = mg(oh)2cacl2；mg(oh)22hcl = mgcl2h2o。mg的制取电解熔融的mgcl2固体即得到金属镁：mgcl2mgcl2。2镁及其化合物的主要性质当堂检测1海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的说法正确的是(c)a海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质b海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化c从海水中可以得到nacl，电解熔融nacl可制备cl2d利用潮汐发电是将化学能转化为电能2下列有关镁的叙述中，正确的是(d)a镁条燃烧引起的火灾可用co2扑灭b镁不能与盐酸反应c镁制容器可以贮存、运输浓硫酸d镁在co2中燃烧的产物不全为mgo3. 海水是非常丰富的化学资源。(1)下列物质主要从海水中提取的是_(填序号)。alfenamgbr2si cusn2(2)工业上用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氯气和氢气。但电解前要进行粗盐精制。试回答下列问题：选择试剂以除去表中所列的可溶性杂质。杂质加入的试剂cacl2._mgcl2._硫酸盐 iii._精制过程既要将杂