2018-2019版高中化学 专题2 从海水中获得的化学物质 第二单元 钠、镁及其化合物 第4课时学案 苏教版必修1.doc

第4课时镁的提取及应用学习目标定位1.了解从海水中提取镁的原理和过程。2.掌握镁及其化合物的性质和用途。一、从海水中提取镁从海水中提取镁，步骤如下：(1)煅烧海边贝壳(石灰石)，制成石灰乳。反应的化学方程式为_，_。(2)将石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀。反应的化学方程式为_。(3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式为_，离子方程式为_。所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl26H2O)，然后在HCl气流中加热，转化成无水氯化镁。反应的化学方程式为_。(4)电解熔融氯化镁制得金属镁。反应的化学方程式为_。答案(1)CaCO3CaOCO2CaOH2O=Ca(OH)2(2)MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2(3)Mg(OH)22HCl=MgCl22H2OMg(OH)22H=Mg22H2OMgCl26H2OMgCl26H2O(4)MgCl2MgCl2从海水中提取镁的流程【例1】镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na、Mg2、Cl、Br等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下： 回答下列问题：(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是_。(2)从过程得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有_溶液的烧杯中，充分搅拌后经_、_(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。(3)下图是该兴趣小组设计进行过程的实验装置图：其中装置A的作用是_。(4)写出过程中发生反应的化学方程式_。答案(1)石灰乳原料丰富，成本低(2)MgCl2(或氯化镁)过滤洗涤(3)制备干燥的HCl气体(4)MgCl2(熔融)MgCl2解析(1)工业原料要廉价易得。(2)加入MgCl2，电离出Mg2抑制Mg(OH)2溶解，使Ca(OH)2溶解，然后过滤、洗涤得纯净的Mg(OH)2。(3)浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有挥发性，则装置A的作用是制备干燥的HCl气体。知识拓展(1)使MgCl26H2O失去结晶水应在HCl气流中加热，所以最后应接吸收HCl气体的装置，如右图所示：(2)电解熔融MgCl2产生的Cl2可以用来制取盐酸，以达到废物循环利用的目的。二、镁的性质及其应用1把一小段擦去氧化膜的镁条放入一定量的稀硫酸中，现象是镁条上有气泡产生，反应的化学方程式为MgH2SO4=MgSO4H2，离子方程式为Mg2H=Mg2H2。2把点燃的镁条放入盛有二氧化碳气体的集气瓶里(集气瓶底部要放一些细沙，如右图)，观察现象。(1)实验现象：镁条继续剧烈燃烧，发出耀眼的白光，伴有白烟，生成白色粉末，在瓶的内壁还有黑色的物质附着。(2)实验结论：在点燃(或高温)条件下，镁与二氧化碳反应，化学方程式：2MgCO22MgOC。(3)问题讨论：集气瓶底要放一些细沙的作用是防止反应产生的高温固体落下使集气瓶炸裂。3镁在空气中燃烧时，除与O2反应外，还可与N2反应，化学方程式为3MgN2Mg3N2。镁的转化关系【例2】已知镁能在O2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。试回答下列问题：(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N23MgMg3N2外，还能发生其他反应，写出反应的化学方程式：_。(2)镁条在氧气中燃烧时看到的现象是_。(3)有同学认为空气中氮气含量最大，所以产物中氮化镁含量最大。事实上是这样吗？为什么？(4)通过镁在空气中燃烧这一事实，你对燃烧这一概念有何新的认识？答案(1)2MgO22MgO,2MgCO22MgOC(2)剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成大量白烟(3)不是，因为氧气比氮气活泼。(4)燃烧不一定有氧气参加。解析镁是较活泼金属，镁在空气中燃烧，产物较复杂。但产物中MgO最多，这是由于氧气比N2、CO2活泼所致。燃烧是剧烈的发光发热的氧化还原反应，不一定有氧气参加。1将燃着的镁条插入下列气体中，镁条不能继续燃烧的是()AO2 BCl2 CCO2 DAr答案D解析镁有强还原性，与O2、Cl2、CO2都能反应，但与稀有气体Ar不反应。2海水中含有MgCl2，是镁的重要来源之一。从海水中提取镁，可以按照如下步骤：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；将所得产物熔融后电解。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进行步操作的目的是从海水中提取MgCl2C第步电解会产生Cl2D以上提取镁的过程中涉及到的反应有分解反应、化合反应和置换反应答案D解析利用海水和贝壳原料来源丰富。步用于生成Ca(OH)2，包括分解和化合两个反应，步用于生成Mg(OH)2，为复分解反应，步用于制备MgCl2，也是复分解反应，步为电解熔融MgCl2得到镁，为分解反应。3某中学化学兴趣小组设计了四种从海水中提取镁的工艺流程，你认为合理的是()A海水Mg(OH)2MgB海水Mg(OH)2MgCl2MgC海水MgCl2MgD海水MgCl2Mg答案B解析沉淀海水中的Mg2宜选廉价的熟石灰，电解Mg(OH)2不能得到Mg，A项错误；海水中加入HCl(或盐酸)或Cl2不能得到MgCl2，C、D项错误。40.1 mol镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧，生成的固体的质量依次为m1、m2、m3，下列关系式正确的是()Am2m1m3 Bm1m2m3Cm1m2m3 Dm3m2m1答案A解析有关反应的化学方程式依次为2MgO22MgO；2MgCO22MgOC；3MgN2Mg3N2，根据反应方程式易知0.1 mol Mg分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧后，固体的质量分别增加1.6 g、2.2 g、0.93 g。5镁条在空气中燃烧时，镁可与空气中的一种主要成分反应，生成少量的物质A，已知A有下面一系列变化。气体C能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(1)写出A、C、D的化学式：A_；C_；D_。(2)写出下列反应的化学方程式：_；_。答案(1)Mg3N2NH3Mg(OH)2(2)Mg3N28HCl=3MgCl22NH4ClMgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl，NH4ClNaOHNaClH2ONH3解析C是NH3，则A是Mg3N2，Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl两种盐。对点训练题组一镁的提取1用电解熔融氯化镁而不用电解氧化镁制金属镁，可能的原因是()A易制得MgCl2，不易制得氧化镁B熔融氧化镁不能被电解C氧化镁熔点比氯化镁熔点高得多D电解熔融氧化镁耗电少答案C2工业上制取镁粉是将镁蒸气在某气体中冷却，下列可作冷却剂的是()ACO2 B空气 CH2O DH2答案D解析Mg具有强还原性，可与CO2、O2、H2O(g)、N2反应。3舟山群岛新区是中国首个以海洋经济为主题的国家级新区。下列说法正确的是()A从海水中提取溴单质的过程中涉及氧化还原反应B从海带中提取碘单质的过程中只涉及复分解反应C从海水中提取镁单质的过程中涉及置换反应D从海水中提取氯化钠的过程中涉及化学反应答案A解析从海水中提取单质溴，通常是用氯气氧化溴离子生成溴单质，然后鼓入热空气或水蒸气，使溴从溶液中挥发出来，冷凝后得到粗溴，涉及氧化还原反应，A项正确；从海带中提取单质碘，主要反应过程是II2，涉及氧化还原反应，不涉及复分解反应，B项错误；从海水中提取镁单质，通常将熟石灰加入海水或卤水中，沉淀出氢氧化镁，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融状态的氯化镁，就能制得金属镁，没有涉及置换反应，C项错误；海水蒸发制氯化钠的过程是利用氯化钠的溶解度随温度变化不大，蒸发水得到氯化钠晶体，是物理变化，D项错误。题组二镁的性质和用途4分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质是()AC BMgO CMgCO3 DMg3N2答案C解析空气中有N2、O2、CO2等，而金属镁可以和上述物质反应，故产物中可能有碳、氧化镁、氮化镁，而不可能有MgCO3。5等质量的镁分别在足量的CO2、O2中燃烧，有关叙述正确的是()A在CO2中固体产物质量大B在O2中产生的MgO多C氧化剂与还原剂物质的量之比都是21D反应中都是氧元素被还原答案A解析1 mol Mg分别在足量CO2、O2中燃烧，固体产物质量分别为46 g、40 g，均消耗0.5 mol气体。61.0 g镁在氧气中燃烧后增重0.64 g，但在空气中燃烧时增重不足0.64 g，其原因可能是()A空气中镁燃烧肯定不完全B空气中部分镁与CO2反应C空气中部分镁与N2反应D空气中部分镁与水蒸气反应答案C解析相同质量的Mg在O2、N2、CO2中燃烧所得固体的质量由少到多的顺序为N2O2b BabCab D无法确定答案C解析2Na2H2O=2NaOHH2溶液增重2 mol 44 gMg2HCl=MgCl2H2溶液增重1 mol 22 g可见，消耗0.5 mol Na和0.5 mol Mg，两溶液增重各11 g，因m1m2，故ab。综合强化10镁原子最外层电子数为_，单质镁的还原性很_，镁在空气中发生的反应有：_、_、_；镁与水反应的剧烈程度_于钠与水反应，说明镁的还原性_于钠。答案2强2MgO22MgO2MgCO22MgOC3MgN2Mg3N2弱弱11在SO2中点燃的镁条像在CO2中那样继续燃烧，但反应较镁和CO2反应更为剧烈，反应结束后，在盛有SO2的广口瓶中可能存在的物质是_(写化学式)，反应的化学方程式为_、_。答案MgO、MgS2MgSO22MgOSMgSMgS解析显然解答本题必须先联想镁和CO2的反应，镁能够在CO2中剧烈燃烧生成氧化镁和碳，镁置换出CO2中的C。然后将此反应迁移到镁和SO2的反应中来，镁置换出SO2中的S，生成的S还能与镁反应生成MgS，这就不同于镁和CO2的反应。12镁及其合金是一种用途很广的金属材料，海水中富含Mg2的化合物，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：(1)为了使MgCl2完全转化为Mg(OH)2，可以加入过量试剂，试剂最好选用_(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_。(3)试剂可以选用_，其反应的离子方程式为_。(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Cl2和Mg，写出该反应的化学方程式：_。答案(1)Ca(OH)2(2)过滤(3)盐酸Mg(OH)22H=Mg22H2O(4)MgCl2MgCl2解析(1)使MgCl2完全转化为Mg(OH)2，可以加入Ca(OH)2、KOH、NaOH和Ba(OH)2等碱，由于Ca(OH)2可以用海边大量的贝壳制得而且价廉，所以试剂最好选用Ca(OH)2。(2)从溶液中分离出固体可以采用过滤的方法。(3)将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2溶液，可以加入盐酸，其反应的离子方程式为Mg(OH)22H=Mg22H2O。