第4课时 镁的提取及应用
知识内容 1.镁的物理性质及用途。 2．镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应)。 3．镁的生产原理。 目标 定位 必考要求 a b a 加试要求 a c b 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(MgCl2·6H2O)，然后在HCl气流中加热，转化成氯化镁。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
________________________________________________________________________。 高温
答案 (1)CaCO3=====CaO＋CO2↑ CaO＋H2O===Ca(OH)2
(2)MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 (3)Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O Mg(OH)2＋2H===Mg＋2H2O HCl
MgCl2·6H2O=====△MgCl2＋6H2O 通电
(4)MgCl2=====Mg＋Cl2↑ 归纳总结
从海水中提取镁的流程
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2＋
1
1．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：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；④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①②③步操作的目的是从海水中提取MgCl2 C．第④步电解会产生Cl2
D．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。①步用于生成Ca(OH)2，包括分解和化合两个反应，②步用于生成Mg(OH)2，为复分解反应，③步用于制备MgCl2，也是复分解反应，④步为电解熔融MgCl2得到镁，为分解反应。
2．(1)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________(填字母)。 NaOH电解
A．海水――→Mg(OH)2――→Mg
熟石灰HCl电解B．海水――→Mg(OH)2――→MgCl2――→Mg HCl电解C．海水――→MgCl2――→Mg Cl2电解D．海水――→MgCl2――→Mg
(2)在合理的提取镁流程中，没有涉及到的四大基本反应类型是________。生产中循环使用的物质是________。
答案 (1)B (2)置换反应 Cl2和HCl
解析 (1)沉淀海水中的Mg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。(2)海水提镁的过程中有分解反应(如CaCO3→CaO)、化合反应[如CaO→Ca(OH)2]、复分解反应[如MgCl2→Mg(OH)2]，而没有涉及置换反应。电解产生的Cl2用于制HCl，Cl2和HCl循环使用。
二 镁的性质及其应用
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2
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Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，离子方程式为Mg＋2H===Mg＋H2↑。
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。
点燃
(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：2Mg＋CO2=====2MgO＋C。
(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。 点燃
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3Mg＋N2=====Mg3N2。 归纳总结 镁的转化关系
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2＋
3．将燃着的镁条插入下列气体中，镁条不能继续燃烧的是( ) A．O2 B．Cl2 C．CO2 D．Ar 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。 4．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：
点燃
(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N2＋3Mg=====Mg3N2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？ 点燃点燃
答案 (1)2Mg＋O2=====2MgO,2Mg＋CO2=====2MgO＋C (2)剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成大量白烟
3
(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，这是由氧气最活泼所致。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．镁条在二氧化碳中剧烈燃烧，瓶壁有黑点和白色粉末，不能说明( ) A．二氧化碳显氧化性 B．二氧化碳中含有碳元素 C．二氧化碳是酸性氧化物 D．助燃和不助燃是相对的 答案 C
2．0.1 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( ) A．m2>m1>m3 C．m1＝m2＝m3 答案 A
点燃点燃点燃
解析 有关反应的化学方程式依次为2Mg＋O2=====2MgO；2Mg＋CO2=====2MgO＋C；3Mg＋N2=====Mg3N2，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。
3．根据海水提取镁过程及镁的相关性质分析，以下说法正确的是( ) A．Mg在CO2中的燃烧是置换反应
B．将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程，镁原子失电子转化为Mg C．电解得到镁的过程可以写出离子方程式，但不是氧化还原反应 D．Mg在CO2中燃烧的反应，CO2既是氧化剂又是还原剂 答案 A
点燃
解析 Mg在CO2中燃烧的化学方程式为2Mg＋CO2=====2MgO＋C，是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，为置换反应，A项正确；将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应，不是氧化还原反应，没有电子的转移，B项错误；电解得到镁的
0
点燃＋2
过程有化合价的变化，是氧化还原反应，C项错误；2Mg＋CO2=====2MgO＋C中，Mg元素化合
0
＋4
2＋
B．m1＝m2>m3 D．m3>m2>m1
价升高，Mg是还原剂，CO2中C元素化合价降低，CO2是氧化剂，D项错误。
4
4．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：
①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)Mg3N2 NH3 Mg(OH)2 (2)①Mg3N2＋8HCl===3MgCl2＋2NH4Cl
△
②MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，NH4Cl＋NaOH=====NaCl＋H2O＋NH3↑ 解析 C是NH3，则A是Mg3N2，Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl两种盐。 5．目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提取镁的主要流程如下：
请回答下列问题：
(1)从离子反应的角度思考，在海水中加入石灰乳的作用是____________________________，写出在沉淀池中发生反应的化学方程式：____________________________________。 (2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物，从充分利用海洋化学资源，提高经济效益的角度考虑，生产生石灰的主要原料来源于海洋中的____________________________________________。 (3)操作A是__________，操作B是______________。 (4)加入的足量试剂a是____________(填化学式)。
(5)无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生Mg和Cl2，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________， 从考虑成本和废物循环利用的角度，副产物氯气可以用于________________________。 答案 (1)沉淀Mg[或使Mg形成Mg(OH)2沉淀] MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
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【新】2019浙江专版版高中化学专题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课时镁的提取及应用学
