江苏省邳州市第二中学2013年高中化学 第三课时 镁的提取及应用课件 苏教版必修1 .ppt

第三课时镁的提取及应用第三课时镁的提取及应用新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、一、镁镁的存在、提取的存在、提取1存存在在：以以_态态存存在在于于地地壳壳(如如菱菱镁镁矿矿)和和海海水水中中，海海水水中中镁镁的的储储量量高高达达1.81015 t。2海水提海水提镁镁化合化合(1)海海边边大量存在的大量存在的贝贝壳壳经经_制生石灰，生石灰加制生石灰，生石灰加水制得水制得_。(2)将将_加入海水沉淀池中，得到加入海水沉淀池中，得到_沉沉淀淀，再再将将_与与盐盐酸酸反反应应，蒸，蒸发结发结晶晶获获得得MgCl26H2O；MgCl26H2O _；MgCl2 MgCl2。煅煅烧烧石灰乳石灰乳石灰乳石灰乳Mg(OH)2Mg(OH)2MgCl26H2O想一想想一想1为为什什么么许许多多冶冶镁镁厂厂建建在在距距离离海海边边不不远远的的地方？地方？提提示示：获获取取贝贝壳壳容容易易，获获取取海海水水容容易易且且减减少少运运输输成本。成本。二、二、镁镁的性的性质质和用途和用途1物理性物理性质质_色金属，密度色金属，密度较较_(1.74 gcm3)。2化学性化学性质质银银白白小小发出耀眼白光，有白色固体生成发出耀眼白光，有白色固体生成剧剧烈烈燃燃烧烧，放放出出大大量量的的热热，发发出出耀耀眼眼白光，集气瓶内壁上有黑色斑点物白光，集气瓶内壁上有黑色斑点物质质Mg2H=Mg2H2(反反应剧应剧烈烈)Cu2MgCu2=Mg2Cu想一想想一想2做镁条在空气中燃烧的实验时，用纯净做镁条在空气中燃烧的实验时，用纯净的镁条和纯净的空气，燃烧产物是纯净物还的镁条和纯净的空气，燃烧产物是纯净物还是混合物？为什么？是混合物？为什么？3.镁的用途镁的用途小小较较大大很高很高自主体验自主体验1自然界中自然界中镁镁的主要存在形式是的主要存在形式是()A游离游离态态B化合化合态态C气气态态 D以上以上说说法都不法都不对对解解析析：选选B。自自然然界界镁镁元元素素以以化化合合态态存存在在于于地壳和海水中。地壳和海水中。2镁镁着火着火时时，可用于，可用于灭灭火的物火的物质质是是()A干冰干冰 B氮气氮气C水水 D黄沙黄沙解解析析：选选D。镁镁能能与与CO2、N2发发生生反反应应，镁镁也能与也能与热热水水发发生反生反应应且放出且放出H2。3由由海海水水制制备备无无水水氯氯化化镁镁，主主要要有有以以下下步步骤骤：在在一一定定条条件件下下脱脱水水干干燥燥；加加熟熟石石灰；灰；加加盐盐酸；酸；过滤过滤；蒸蒸发结发结晶。晶。其先后其先后顺顺序正确的是序正确的是()A BC D要点突破讲练互动要点突破讲练互动探探究究导导引引1 海海水水中中镁镁离离子子浓浓度度很很小小，能能否否把沉淀把沉淀剂剂直接加入海水中呢？直接加入海水中呢？应应怎怎样样操作？操作？提提示示：不不能能把把石石灰灰乳乳直直接接加加入入海海水水中中；应应先先将将海海水水浓浓缩缩或或利利用用海海水水晒晒盐盐后后剩剩下下的的苦苦卤卤(母液母液)。海水提镁的工业流程海水提镁的工业流程探究导引探究导引2海海水水提提取取镁镁的的过过程程中中，为为什什么么不不把把Mg(OH)2转转化成化成MgO，直接，直接电电解解MgO呢？呢？提提示示：氧氧化化镁镁的的熔熔点点高高达达2800 而而氯氯化化镁镁熔点熔点为为714。要点归纳要点归纳(1)工业流程工业流程(2)反应原理反应原理特特别别提醒提醒(1)沉沉淀淀Mg2时时，虽虽然然NaOH的的沉沉淀淀效效果果好好,但是在工但是在工业业上所用的是廉价的熟石灰。上所用的是廉价的熟石灰。(2)电电解解氯氯化化镁镁所所得得的的氯氯气气可可以以综综合合应应用用生生产盐产盐酸等。酸等。即时应用即时应用1海水中含氯化镁，是镁和氯气的重要来海水中含氯化镁，是镁和氯气的重要来源之一源之一,从海水中提镁从海水中提镁,可按如下步骤进行：可按如下步骤进行：把贝壳制成石灰乳；把贝壳制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳进行反应，沉在引入的海水中加入石灰乳进行反应，沉降、过滤、洗涤沉淀物；降、过滤、洗涤沉淀物；将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；产物；将得到的产物熔融后电解。将得到的产物熔融后电解。下列关于提取镁的说法正确的是下列关于提取镁的说法正确的是(双选双选)()A此法的优点之一是原料来源丰富此法的优点之一是原料来源丰富B进行步骤进行步骤的目的是从海水中提取氯的目的是从海水中提取氯化镁化镁C以上提取镁的过程中涉及的化学反应有以上提取镁的过程中涉及的化学反应有3个个D第第步电解时会产生氯气步电解时会产生氯气解解析析：选选AD。步步骤骤的的目目的的是是为为了了得得到到氢氢氧氧化化镁镁；提提取取镁镁的的过过程程中中贝贝壳壳煅煅烧烧是是分分解解反反应应，氧氧化化钙钙与与水水反反应应是是化化合合反反应应，氢氢氧氧化化钙钙与与氯氯化化镁镁反反应应是是复复分分解解反反应应，电电解解氯氯化化镁镁既既是是分分解解反反应应又又是是氧氧化化还还原原反反应应，共共四四个个化化学反学反应应。探究导引探究导引镁单质为镁单质为什么具有活什么具有活泼泼性？性？提提示示：(1)Mg的的原原子子结结构构示示意意图图为为 ，原原子子半半径径较较大大，最最外外层层仅仅有有2个个电电子子，在在反反应应中中易易失失去去2个个电电子子从从而而形形成成8电电子子的的稳稳定定结结构。构。镁的活泼性镁的活泼性要点归纳要点归纳即时应用即时应用2相同质量的镁条分别在相同质量的镁条分别在氧气；氧气；空气空气;氮气；氮气；二氧化碳中完全燃烧，燃烧后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所得固体产物的质量由小到大的顺序是()ABC D题型探究权威预测题型探究权威预测海水提取海水提取镁镁 从海水中可提取多种化工原料，下从海水中可提取多种化工原料，下图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图：图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图：例例例例1 1试回答下列问题：试回答下列问题：(1)海水提取食盐后的母液中有海水提取食盐后的母液中有K、Na、Mg2等阳离子。从离子反应的角度考虑，等阳离子。从离子反应的角度考虑，在母液里加入石灰乳起什么作用？在母液里加入石灰乳起什么作用？_。(2)写出电解写出电解的离子方程式和电解的离子方程式和电解的化的化学方程式：学方程式：电解电解_。电解电解_。(3)海水中的镁元素处于游离态还是化合态海水中的镁元素处于游离态还是化合态:_。电解电解的反应是不是氧化还原反应的反应是不是氧化还原反应_，原因是，原因是_。(4)在实验室，将粗盐提纯的过程中，有三处都用到在实验室，将粗盐提纯的过程中，有三处都用到玻璃棒，其作用分别是：玻璃棒，其作用分别是：溶解粗盐：溶解粗盐：_；过滤除杂：过滤除杂：_；蒸发结晶：蒸发结晶：_。【思路点思路点拨拨】(1)理清工理清工业业生生产产流程；流程；(2)依依据据每每一一环环节节加加入入试试剂剂或或生生产产条条件件分分析析出化学反出化学反应应原理。原理。【解解析析】(1)加加入入石石灰灰乳乳的的目目的的就就是是将将Mg2转转化化为为Mg(OH)2沉沉淀淀，从从而而与与溶溶液液中中的的其其他他成成分分进进行行分分离离，以以制制得得纯纯MgCl2，因因此此石石灰灰乳起的作用是沉淀乳起的作用是沉淀剂剂。(3)电电解解的反的反应应是氧化是氧化还还原反原反应应，因，因为为Mg、Cl的化合价均的化合价均发发生了生了变变化。化。(4)玻璃棒在溶解玻璃棒在溶解时时的作用是的作用是搅搅拌加速粗拌加速粗盐盐的溶解，的溶解，过滤时则过滤时则起引流的作用，蒸起引流的作用，蒸发结发结晶晶时时，用用玻玻璃璃棒棒搅搅拌拌，使使液液体体受受热热均均匀匀，防防止止因局部因局部过热过热而使液滴或晶体而使液滴或晶体飞溅飞溅。【名名师师点点睛睛】(1)之之所所以以选选用用石石灰灰乳乳而而不不用用石石灰灰水水是是因因为为：Ca(OH)2溶溶解解度度小小,石石灰灰水水中中溶解的溶解的Ca(OH)2少少,不利于不利于Mg2大量沉淀。大量沉淀。(2)通通过过对对上上述述海海水水提提镁镁工工业业流流程程的的分分析析，利利用用电电解解MgCl2产产生生的的Cl2制制盐盐酸酸，再再应应用用于于提提取取镁镁的的过过程程；就就地地取取材材，利利用用贝贝壳壳生生产产氧氧化化钙钙，将将冶冶炼炼镁镁厂厂建建在在海海边边，避避免免海海水水的的远远程程输输送，都是提高送，都是提高经济经济效益的有力措施。效益的有力措施。镁及其化合物的性质镁及其化合物的性质 镁镁条在空气中燃条在空气中燃烧烧生成氧化生成氧化镁镁和氮和氮化化镁镁，将燃，将燃烧烧后的后的产产物溶解在物溶解在60 mL 2 molL1的的盐盐酸中，再用酸中，再用20 mL 0.5 molL1的的氢氢氧化氧化钠钠中和多余的中和多余的盐盐酸酸(提示：氮化提示：氮化镁镁和和盐盐酸反酸反应应的化学方程式的化学方程式为为Mg3N28HCl=3MgCl22NH4Cl)，例例例例2 2然后在此溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，然后在此溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，把氨全部蒸发出来，用稀盐酸吸收，稀盐酸把氨全部蒸发出来，用稀盐酸吸收，稀盐酸增重增重0.17 g，则燃烧掉的镁条的质量是多少，则燃烧掉的镁条的质量是多少克？克？【解析解析】题题中涉及的反中涉及的反应应方程式有：方程式有：2MgO2=2MgO3MgN2=Mg3N2MgO2HCl=MgCl2H2OMg3N28HCl=3MgCl22NH4ClNaOHHCl=NaClH2ONH4ClNaOH=NaClNH3H2O【答案答案】1.2 g【规规律律方方法法】“守守恒恒法法”在在化化学学计计算算中中应应用用非非常常广广泛泛，其其核核心心思思想想就就是是抓抓住住某某一一个个或或某某系系列列变变化化过过程程中中的的“一一个个量量”是是不不变变的的；如如本本题题中中“镁镁条条经经过过一一系系列列变变化化最最终终生生成成MgCl2，镁镁的的物物质质的的量量就就等等于于MgCl2中中Mg2的的物物质质的量的量”。热点示例思维拓展热点示例思维拓展工工业业上冶上冶炼镁炼镁的另一途径的另一途径【经经典典案案例例】已已知知被被称称为为“国国防防金金属属”的的镁镁60%来来自自于于海海水水提提取取镁镁，40%来来自自于于其其他他途途径径。其其中中工工业业上上以以菱菱镁镁矿矿(主主要要成成分分为为MgCO3，还还含含有有少少量量的的BaCO3)为为原原料料制制取取金金属属镁镁也也是是获获取取镁镁的的主主要要途途径径之之一一。请请你你根根据据“海海水水提提取取镁镁”的的有有关关知知识识，设设计计出出上上述述冶冶镁镁的工的工业业流程。流程。【解解析析】以以菱菱镁镁矿矿为为原原料料，最最终终也也必必须须获获取取氯氯化化镁镁，电电解解氯氯化化镁镁获获取取镁镁。首首先先用用盐盐酸酸溶溶解解矿矿石石(矿矿石石必必须须粉粉碎碎，便便于于溶溶解解)，然然后后加入石灰乳加入石灰乳获获得得Mg(OH)2，达到除去，达到除去“Ba2”的的目目的的，因因为为Ba(OH)2易易溶溶；其其他他应应与海水提取与海水提取镁镁相同。相同。