镁的提取及应用ppt课件

第四课时 镁的提取与应用,1,一、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1.81015吨。,化合态,2,2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：CaCO3 CaOCO2，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：MgCl2Ca(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：Mg2Ca(OH)2=Ca2Mg(OH)2。 (3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O，该反应实质上是 与 反应生成Mg2与H2O，离子方程式：Mg(OH)22H=Mg22H2O。所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl26H2O)，然后在氯化氢气流中加热，转化成氯化镁。 化学方程式：MgCl26H2O,(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,MgCl26H2O,氯化镁,Mg,Cl2,高温,3,一、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,4,1.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。,5,二、镁的性质 1镁的物理性质 镁是 的金属，密度较 (1.74 gcm3)，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,6,3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：MgCl2 3MgN2 。 (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：MgH2SO4(稀)=MgSO4H2，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：2MgCO2 。,2MgO2 2MgO,MgCl2,Mg3N2,Mg2H=Mg2H2,白光,黑色,2MgOC,剧烈,7,2.二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。,8,三、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1.8 gcm-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2 800 ，是优质的耐高温材料。,火箭,导弹,飞机,白光,信号弹,焰火,9,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】 CaCO3 CaOCO2 CaOH2O=Ca(OH)2 MgCl2Ca(OH)2=CaCl2Mg(OH)2 Mg2Ca(OH)2=Ca2Mg(OH)2 2HClMg(OH)2=MgCl22H2O Mg(OH)22H=Mg22H2O MgCl2 MgCl2,10,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MgCl26H2O，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： _。,11,【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，MgCl26H2O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。,12,1.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MgCl2 C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：CaCO3CaOCO2；CaOH2O=Ca(OH)2；Ca(OH)2MgCl2=Mg(OH)2CaCl2；Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；MgCl2MgCl2；此过程中不涉及置换反应。,【答案】 D,13,二、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。,14,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1.8 gcm3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”。,15,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1 mol。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。,16,【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2MgCO2=2MgOC的反应。,17,2.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,18,一、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： 2MgO2 2MgO 3MgN2 Mg3N2(属离子晶体) 2MgCO2 2MgOC 所以镁条在空气中燃烧的生成物有MgO、Mg3N2和C。 由上述可知，1 mol Mg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。,19,二、镁及其化合物间的转化关系,20,(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。,21,1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,22,2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( ) AMgHNO3,Mg(NO3)2 BMgCl2,MgCl2NaOH,Mg(OH)2稀HNO3,Mg(NO3)2 CMgO2,MgO稀HNO3,Mg(NO3)2 DMg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,23,3(2009年山东省实验中学高三模考)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氢氧化钠溶液 D碳酸钠溶液 则加入试剂的顺序是_(填编号)；,24,(3)电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的电极反应为_；与电源负极相连的电极附近溶液的碱性_(填“变大”、“变小”或“不变”)； (4)往Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl26H2O晶体，需要进行的实验操作依次为_(填编号)。 A蒸馏 B燃烧 C过滤 D蒸发 E冷却结晶 【答案】 (1)玻璃棒 漏斗 (2)CBDA或BCDA (3)2Cl2e=Cl2 变大 (4)DEC,25,