高一化学镁的提取及应用

课程目标设置,主题探究导学,知能巩固提升,目录,课堂达标评价,课程目标设置,主题探究导学,知能巩固提升,课堂达标评价,目录,课程目标设置,主题探究导学,知能巩固提升,课堂达标评价,目录,课程目标设置,主题探究导学,知能巩固提升,课堂达标评价,目录,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,【,典例,】,目前世界上,60%,的镁是从海水中提取的。学生就这个课题展开了讨论。已知海水提镁的主要步骤如下：,学生就这个课题提出了以下问题：,（一）在海水提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,1,的观点：直接往海水中加入沉淀剂。,学生,2,的观点：高温加热蒸发海水后，再加入沉淀剂。,学生,3,的观点：利用晒盐后的苦卤水，再加入沉淀剂。,请你评价三个学生提出的观点是否正确（填,“,是,”,或,“,否,”,），并简述理由。,（二）在海水提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，加入的足量试剂是,_,（填化学式）。,（,2,）加入的足量试剂是,_,（填化学式）。,（,3,）试从节约能源，提高金属镁的纯度分析，以下适宜的冶炼镁的方法是,_,。,【,思路点拨,】,设计制备物质的流程时，应该注意：反应原理正确；实验操作简单易行，反应流程尽可能短。,【,自主解答,】,（一）海水中镁的总量虽然多，但是镁离子浓度却很小，若直接往海水中加入沉淀剂，则所需要的沉淀剂用量大，不经济。高温加热蒸发海水，固然可以提高镁离子浓度，降低使用沉淀剂的成本，却消耗了大量能源，大大增加了能耗的成本。海水晒盐时，利用了太阳能，在得到食盐的同时，增大了镁离子浓度，剩余苦卤水得到了合理利用，降低了成本。,（二）（,1,）为了使镁离子沉淀下来，应该加入碱，若加入石灰乳，则还会得到,CaSO,4,沉淀，所以在该题中应该选择加入,NaOH,溶液。（,2,）将氢氧化镁沉淀变成,MgCl,2,溶液，可以加入盐酸。（,3,）氢氧化镁灼烧分解需要吸收热量，电解熔融的,MgO,需要,2 800 ,的高温，这些因素都需要消耗大量的能量，用,C,或活泼金属还原,MgO,或,MgCl,2,时，可能会带入,C,或金属还原剂等杂质，会降低镁的纯度，所以最好用电解熔融的,MgCl,2,制取金属镁。,答案：,知识点一：镁的提取,1.,（,2010,三明高一检测）我国现在十分重视海水资源的综合利用。被称为,“,国防金属,”,的镁，,60%,来自于海洋，从海水中提取镁的正确方法是（ ）,【,解析,】,选,D,。从海水中提取金属镁，应该先加碱将镁离子富集，但是使用,NaOH,溶液成本高，而且,Mg,（,OH,）,2,加热时会分解，所以,A,和,B,选项都错误。,MgO,的熔点远高于,MgCl,2,的熔点，电解熔融的,MgO,耗能大，经济效益差，所以应该用电解熔融的,MgCl,2,制金属镁。,2.,从海水中提镁，最基本的方法是往海水里加碱，得到,Mg,（,OH,）,2,沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成,MgCl,2,；之后，经过滤、干燥、电解，即可得到金属镁。下列对从海水中提镁的有关说法中，正确的是,( ),A.,整个过程中没有涉及置换反应,B.,往海水里加碱是指直接加入纯碱,C.,电解,MgCl,2,溶液即可得到金属镁,D.,电解时得到的镁蒸气应在,CO,2,氛围中冷却,【,解析,】,选,A,。从海水中提取金属镁的过程如下：,MgCl,2,+Ca,（,OH,）,2,=CaCl,2,+Mg,（,OH,）,2,(,复分解反应）；,Mg,（,OH,）,2,+2HCl=MgCl,2,+2H,2,O(,复分解反应,),；,MgCl,2,+6H,2,O MgCl,2,6H,2,O(,化合反应,),；,MgCl,2,6H,2,O MgCl,2,+6H,2,O(,分解反应,),；,MgCl,2,（熔融）,Mg+Cl,2,(,分解反应,),，所以没,有涉及置换反应，,A,选项正确。加入的碱是指,Ca(OH),2,，,电解,=,而不是纯碱，,B,选项错误。制金属镁时，电解的是熔融的,MgCl,2,，而不是,MgCl,2,溶液，所以,C,选项错误。因为镁能够在,CO,2,中燃烧，所以不能将镁蒸气在,CO,2,氛围中冷却，,D,选项错误。,知识点二：镁的性质及应用,3.,下列有关镁及其化合物的离子方程式书写正确的是,（ ）,A.MgCO,3,与盐酸反应：,CO,3,2-,+2H,+,=CO,2,+2H,2,O,B.Mg,（,OH,）,2,与,H,2,SO,4,反应：,Mg,2+,+2OH,-,+2H,+,+SO,4,2-,=MgSO,4,+2H,2,O,C.,镁与醋酸反应：,Mg+2H,+,=Mg,2+,+H,2,D.,工业上以海水为原料制取,Mg,（,OH,）,2,：,Ca,（,OH,）,2,+,Mg,2+,=Mg,（,OH,）,2,+Ca,2+,【,解析,】,选,D,。,MgCO,3,和,Mg,（,OH,）,2,都是难溶性物质，醋酸为弱电解质，在写离子方程式时不能拆成离子形式，,MgSO,4,是可溶性盐，在写离子方程式时要拆成,Mg,2+,和,SO,4,2-,的形式，,A,、,B,、,C,选项中的方程式都错误；工业上以海水为原料制取,Mg,（,OH,）,2,时，要在海水中加入石灰乳，而不是石灰水，所以,Ca,（,OH,）,2,不能拆成离子的形式。,4.,镁及其化合物在生产和生活中有广泛的应用，试回答下列问题：,（,1,）常用作耐火材料的镁的化合物的化学式是,_,。,（,2,）在军事上金属镁可以用于制造信号弹和焰火，其反应原理用化学方程式可以表示为,_,。,（,3,）,Mg,（,OH,）,2,是治疗胃酸过多药品的重要成分之一，其反应原理用离子方程式可以表示为,_,。,【,解析,】,本题考查了镁及其化合物的用途、性质、化学方程式及离子方程式的书写等知识。（,1,）,MgO,的熔点高达,2 800 ,，是优质的耐高温材料；（,2,）镁燃烧时会发出耀眼的白光，所以可以用于制造信号弹和焰火；（,3,）,Mg,（,OH,）,2,是一种弱碱，可以用于中和过多的胃酸。,答案：,（,1,）,MgO,（,2,）,2Mg+O,2,2MgO,（,3,）,Mg,（,OH,）,2,+2H,+,=Mg,2+,+2H,2,O,点燃,=,5.,（,2010,玉溪高一检测）镁在空气里点燃可以燃烧，放出大量的热并发出耀眼的白光，生成白色的氧化镁，同时，镁在这样的高温条件下，还可与空气中的另一种主要成分反应，生成少量的物质,A,，气体,C,能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。已知,A,有下列一系列变化：,（,1,）写出,A,、,C,、,D,的化学式：,A_,、,C_,、,D_,。,（,2,）写出下列变化的化学方程式：,_,，,_,。,【,解析,】,Mg,3,N,2,和水或酸的反应：本质上是阴阳离子相互结合生成电中性的物质。,（,1,）和水反应：,Mg,3,N,2,+6H,2,O=3Mg,（,OH,）,2,+2NH,3,（,2,）和盐酸反应,Mg,3,N,2,+8HCl=3MgCl,2,+2NH,4,Cl,镁在空气里燃烧时，主要和氧气反应生成,MgO,，还可以和氮气反应生成,Mg,3,N,2,，所以,A,为,Mg,3,N,2,。,Mg,3,N,2,和盐酸反应得到的溶液,B,中一定含有,Mg,2+,和,Cl,-,，所以沉淀,D,一定是,Mg,（,OH,）,2,，能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是氨气，,NH,4,+,能够和,NaOH,溶液反应放出,NH,3,，所以溶液,B,中还含有,NH,4,+,，即它为,MgCl,2,和,NH,4,Cl,的混合物。,答案：,（,1,）,Mg,3,N,2,NH,3,Mg,（,OH,）,2,（,2,）,Mg,3,N,2,+8HCl=3MgCl,2,+2NH,4,Cl,MgCl,2,+2NaOH=Mg,（,OH,）,2,+2NaCl,NH,4,Cl+NaOH NaCl+H,2,O+NH,3,=,一、选择题,(,本题包括,5,个小题，每小题,4,分，共,20,分,),1.,镁粉可用来制取焰火，工业上制取镁粉的方法是将,镁的蒸气进行冷却，其中最适宜的方法是（ ）,A.,在氮气的容器内冷却,B.,在水中冷却,C.,在氢气的环境里冷却,D.,在二氧化碳气体里冷却,【,解析,】,选,C,。镁性质活泼且镁蒸气温度较高易与氮气、二氧化碳、冷水发生反应，故选,C,。,2.,由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：在一定条件下脱水干燥；加熟石灰；加盐酸；过滤；浓缩结晶。其先后顺序正确的是（ ）,A. B.,C. D.,【,解析,】,3.,下列有关镁的叙述正确的是,( ),A.,镁不能与水反应放出,H,2,B.,镁条燃烧引起的火灾可用,CO,2,进行扑灭,C.,镁制容器可用来装浓,HNO,3,D.,镁在空气中燃烧产物并不全是,MgO,【,解析,】,选,D,。镁是很活泼的金属，具有强还原性，燃着的镁条能够夺取,CO,2,中的氧而继续燃烧。镁条也能与水反应放出,H,2,，温度低时反应较慢，加热时反应可以加快。镁条在空气中燃烧不仅与氧气化合生成,MgO,，还能与少量氮气化合生成,Mg,3,N,2,。常温时，铝铁在浓,HNO,3,中钝化，而镁则不能。,4.,（,2010,扬州高一检测）已知锂和镁的单质及其化合物在很多性质上具有相似性，由此可以推断下列关于锂及其化合物的叙述中，正确的是,( ),A.LiOH,加热时，不会分解,B.Li,2,CO,3,加热时，不会分解,C.Li,在氧气中燃烧生成,Li,2,O,2,D.Li,与稀硫酸反应生成,Li,2,SO,4,【,解析,】,选,D,。类比镁及其化合物的性质：,Mg,（,OH,）,2,和,MgCO,3,受热都容易分解，,LiOH,与,Li,2,CO,3,受热也容易分解，,A,和,B,选项错误。,Mg,在氧气中燃烧生成普通的氧化物,MgO,，所以,Li,在氧气中燃烧生成,Li,2,O,，,C,选项错误；,Mg,与稀硫酸反应生成,MgSO,4,和氢气，,Li,与稀硫酸反应生成,Li,2,SO,4,和氢气，,D,选项正确。,5.,（,2010,嘉兴高一检测）为了除去,MgCl,2,酸性溶液中的,Fe,3+,，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后再加入适量盐酸。这种试剂不能是,( ),A.NH,3,H,2,O B.Mg,（,OH,）,2,C.MgO D.MgCO,3,【,解析,】,选,A,。加入氨水能够和,MgCl,2,反应生成,Mg,（,OH,）,2,沉淀，并且引入新的杂质,NH,4,Cl,。,6.,某工厂的废水中只含硫酸镁和少量硫酸，某课外活动小组以此作为课题，探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体。他们设计了两种不同的方案，请你参加讨论：,（,1,）方案一：选用镁粉作试剂。,往废水中逐渐加入镁粉，当观察到,_,时，说明加入镁粉的量已经足够。,接下来的操作方法依次是,_,和蒸发。,（,2,）方案二：选用氢氧化钠溶液作试剂。,向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液，当,_,时，停止滴入氢氧化钠溶液。,为了得到纯净的硫酸镁溶液，接着应进行的实验操作是过滤、洗涤沉淀。其中洗涤沉淀的操作是,_,。,往洗涤过的沉淀中加入硫酸到沉淀恰好完全溶解时停止滴加，蒸发溶剂得到硫酸镁固体。,（,3,）比较两个方案，假设实验中都没有损耗，那么，最后得到的硫酸镁固体的质量是否相同？,_,；原因是,_,。,【,解析,】,方案一：往废水中逐渐加入镁粉时，镁粉和硫酸反应生成氢气，当镁粉过量时，硫酸反应完全，镁粉不再溶解，也无气泡产生；方案二：向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液时，,NaOH,先和硫酸反应，再和硫酸镁反应生成,Mg,（,OH,）,2,沉淀，当不再产生沉淀时，说明滴入的氢氧化钠溶液足量。方案一和方案二相比较，方案一中加入的镁粉和硫酸反应生成硫酸镁，增加了硫酸镁的质量，所以方案一得到的硫酸镁的质量大。,答案：,（,1,）镁粉有剩余（或溶液中不再有气泡产生） 过滤,（,2,）不再产生沉淀（或沉淀不再增加）,向漏斗的沉淀中注入蒸馏水，使水浸没沉淀物，等水流完后，重复操作数次,（,3,）不同 方案一中加入镁粉，增加了硫酸镁的质量,1.,（,5,分）（,2010,黄山高一检测）一定量的,Mg,和,MgO,的混合物投入,100 mL 2 mol/L,的稀,HCl,中完全溶解后，再向反应后的溶液中加入,4 mol/L,的,NaOH,溶液，要使,Mg,元素全部沉淀出来，所加入的,NaOH,溶液的体积最小是,（ ）,A.100 mL B.50 mL,C.25 mL D.,由于,Mg,、,MgO,的质量未知无法判断,【,解析,】,选,B,。,Mg,元素全部沉淀后，溶液中只有,NaCl,，,其中,Na,+,全部来自于,NaOH,溶液，,Cl,-,全部来自于稀,HCl,，,且有,n,（,NaOH,）,n,（,HCl,）,0.100 L,2 mol/L,0.2 mol,c,（,NaOH,）,V,（,NaOH,），所以,V,（,NaOH,）,0.05 L,50 mL,。,2.,（,15,分）镁是银白色、有金属光泽的活泼金属，但镁带表面呈现灰黑色。用砂纸磨下镁条表面固体粉末，在空气中加强热，有水蒸气生成；另取粉末，加入稀酸，产生气体导入澄清石灰水中，产生浑浊。如果将灰黑色的镁条在纯氧中点燃，燃烧产物中有黑色物质生成。,（,1,）预测：镁条表面的灰黑色物质的组成是,_,；黑色燃烧产物是,_,。（填名称）,（,2,）设计实验确定灰黑色物质的具体组成,_,。,（,3,）试用必要的文字及化学方程式说明产生黑色燃烧产物的原因：,_,。,【,解析,】,镁条表面的灰黑色物质在加热时有水蒸气和,二氧化碳生成，类比碱式碳酸铜的受热分解，所以该,物质可能为碱式碳酸镁，其分解的化学方程式为：,Mg,2,（,OH,）,2,CO,3,2MgO+H,2,O+CO,2,，可以通过测定其,热分解产物的质量来确定其组成。灰黑色的镁条在纯,氧中点燃时，必定会产生一部分,CO,2,，镁和,CO,2,反应生,成黑色燃烧产物,C,。,=,答案：,（,1,）碱式碳酸镁 碳,（,2,）将镁带表面固体粉末隔绝空气加强热，产物先用浓硫酸吸收，再用碱石灰吸收，确定增重质量的比值,（,3,）镁与热分解产生的,CO,2,反应，,2Mg+CO,2,2MgO+C,点燃,=,专 题 复 习 一,(,基本概念、理论）,1,、在标准状况下，,5.6L NH,3,溶解于,1L,水后得密度为,0.9g/mL,的氨水,请计算：,（,1,）氨气的物质的量,（,2,）氨气的质量,（,3,）氨气中氢原子数,（,4,）氨水的物质的量浓度,2,、相同质量的,SO,2,和,O,2,二种气体中,（,1,）分子的物质的量之比,（,2,）氧原子数之比,（,3,）标准状况下密度之比,（,4,）在同温同压下的体积之比,（,5,）质子数之比,3,、将,100mL,浓度为,0.1mol/L,的,AlCl,3,和,200mL,浓度,0.1mol/L,的,MgCl,2,混合后，当加入,70mL,的,NaOH,溶液时，沉淀的物质的量最大，求,（,1,）氯化铝和氯化镁混合后溶液中氯离子的浓度,（,2,）氢氧化钠的物质的量浓度,4,、下列微粒中,（,1,）互为同位素的是：,（,2,）有相同中子数的是：,（,3,）有相同质量数的是：,（,4,）写出和 具有相同电子数的所有微粒：,5,、在反应,8NH,3,+ 3Cl,2,= N,2,+ 6NH,4,Cl,（,1,）该反应属于哪一种反应类型？,（,2,）指出反应中的还原剂和还原产物,（,3,）分别用双线桥、单线桥法标出电子转移,（,4,）当有,0.6mol,氯气反应时，被氧化的氨气的,物质的量是多少,（,5,）当有,0.3mol,电子转移时，反应了的氨气的,物质的量是多少,（,6,）比较氯气和氮气的氧化性强弱,6,、下列物质中：,食盐水、,一水合氨、,液氯、,液态氯化氢、,干冰、,碳酸钙、,乙醇、,氢氧化钡、,冰醋酸、,纯净水,（,1,）属于电解质的是：,（,2,）属于非电解质的是：,（,3,）属于强电解质的是：,（,4,）属于弱电解质的是：,7,、想找茬吗？试试看,铁和稀硝酸反应：,2Fe +6 H,= 2Fe,3,+ 3H,2,钠和水反应：,Na + 2H,2,O = Na,+OH,+ H,2,铁粉和氯化铁溶液反应：,Fe + Fe,3,= 2Fe,2,碳酸钡和盐酸：,CO,3,2,+2 H,= H,2,O +CO,2,氢氧化钠和醋酸：,OH,+ H,= H,2,O,氯化镁和氨水：,Mg,2,+ OH,= Mg(OH),2,碳酸氢钠和氢氧化钠：,HCO,3,+ OH,= H,2,O +CO,2,硫酸铜和氢氧化钡反应：,SO,4,2,+ Ba,2,= BaSO,4,稀硫酸和氢氧化钡反应：,H,+ SO,4,2,+ Ba,2,+ OH,= H,2,O + BaSO,4,8,、写出不能和,H,大量,共存的离子,9,、写出不能和,OH,大量,共存的离子,