高中化学课时讲练通课件：2.2.4 镁的提取及应用

欢迎进入化学课堂 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CaSO4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MgCl2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2800 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MgCl2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MgCl2制取金属镁 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MgCl2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MgCl2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MgCl2 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MgCl2溶液即可得到金属镁D 电解时得到的镁蒸气应在CO2氛围中冷却 解析 选A 从海水中提取金属镁的过程如下 MgCl2 Ca OH 2 CaCl2 Mg OH 2 复分解反应 Mg OH 2 2HCl MgCl2 2H2O 复分解反应 MgCl2 6H2OMgCl2 6H2O 化合反应 MgCl2 6H2OMgCl2 6H2O 分解反应 MgCl2 熔融 Mg Cl2 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 而不是纯碱 B选项错误 制金属镁时 电解的是熔融的MgCl2 而不是MgCl2溶液 所以C选项错误 因为镁能够在CO2中燃烧 所以不能将镁蒸气在CO2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 MgCO3与盐酸反应 CO32 2H CO2 2H2OB Mg OH 2与H2SO4反应 Mg2 2OH 2H SO42 MgSO4 2H2OC 镁与醋酸反应 Mg 2H Mg2 H2 D 工业上以海水为原料制取Mg OH 2 Ca OH 2 Mg2 Mg OH 2 Ca2 解析 选D MgCO3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 MgSO4是可溶性盐 在写离子方程式时要拆成Mg2 和SO42 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2800 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 O22MgO 3 Mg OH 2 2H Mg2 2H2O 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 Mg3N2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 Mg3N2 6H2O 3Mg OH 2 2NH3 2 和盐酸反应Mg3N2 8HCl 3MgCl2 2NH4Cl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Mg3N2 所以A为Mg3N2 Mg3N2和盐酸反应得到的溶液B中一定含有Mg2 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 NH4 能够和NaOH溶液反应放出NH3 所以溶液B中还含有NH4 即它为MgCl2和NH4Cl的混合物 答案 1 Mg3N2NH3Mg OH 2 2 Mg3N2 8HCl 3MgCl2 2NH4Cl MgCl2 2NaOH Mg OH 2 2NaCl NH4Cl NaOHNaCl H2O NH3 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 3 下列有关镁的叙述正确的是 A 镁不能与水反应放出H2B 镁条燃烧引起的火灾可用CO2进行扑灭C 镁制容器可用来装浓HNO3D 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CO2中的氧而继续燃烧 镁条也能与水反应放出H2 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Mg3N2 常温时 铝铁在浓HNO3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 Li2CO3加热时 不会分解C Li在氧气中燃烧生成Li2O2D Li与稀硫酸反应生成Li2SO4 解析 选D 类比镁及其化合物的性质 Mg OH 2和MgCO3受热都容易分解 LiOH与Li2CO3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Li2O C选项错误 Mg与稀硫酸反应生成MgSO4和氢气 Li与稀硫酸反应生成Li2SO4和氢气 D选项正确 5 2010 嘉兴高一检测 为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3 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 NH3 H2OB Mg OH 2C MgOD MgCO3 解析 选A 加入氨水能够和MgCl2反应生成Mg OH 2沉淀 并且引入新的杂质NH4Cl 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100mL2mol L的稀HCl中完全溶解后 再向反应后的溶液中加入4mol 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 100mLB 50mLC 25mLD 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 100L 2mol L 0 2mol c NaOH V NaOH 所以V NaOH 0 05L 50mL 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 Mg2 OH 2CO32MgO H2O CO2 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CO2 镁和CO2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CO2反应 2Mg CO22MgO C 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全