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    高一化学镁提取及应用.pptx

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    高一化学镁提取及应用.pptx

    第1页/共59页第2页/共59页第3页/共59页第4页/共59页第5页/共59页第6页/共59页第7页/共59页第8页/共59页第9页/共59页第10页/共59页【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:第11页/共59页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。第12页/共59页第13页/共59页(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_。第14页/共59页第15页/共59页【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。第16页/共59页【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。第17页/共59页(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2 800 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。第18页/共59页答案:第19页/共59页 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()第20页/共59页第21页/共59页【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。第22页/共59页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氛围中冷却第23页/共59页【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+6H2O MgCl26H2O(化合反应);MgCl26H2O MgCl2+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,电解=第24页/共59页而不是纯碱,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。第25页/共59页 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+H2D.工业上以海水为原料制取Mg(OH)2:Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+第26页/共59页【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。第27页/共59页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_。第28页/共59页【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2 800,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。第29页/共59页答案:(1)MgO (2)2Mg+O2 2MgO(3)Mg(OH)2+2H+=Mg2+2H2O点燃=第30页/共59页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:第31页/共59页(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:_,_。第32页/共59页【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。第33页/共59页答案:(1)Mg3N2 NH3 Mg(OH)2(2)Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4ClMgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl,NH4Cl+NaOH NaCl+H2O+NH3=第34页/共59页一、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第35页/共59页【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。第36页/共59页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.第37页/共59页【解析】第38页/共59页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第39页/共59页【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。第40页/共59页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第41页/共59页【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。第42页/共59页第43页/共59页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.NH3H2O B.Mg(OH)2 C.MgO D.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。第44页/共59页第45页/共59页第46页/共59页第47页/共59页第48页/共59页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。第49页/共59页(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_。第50页/共59页【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。第51页/共59页答案:(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第52页/共59页1.(5分)(2010黄山高一检测)一定量的Mg和MgO的混合物投入100 mL 2 mol/L的稀HCl中完全溶解后,再向反应后的溶液中加入4 mol/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.100 mL B.50 mLC.25 mL D.由于Mg、MgO的质量未知无法判断第53页/共59页【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)0.100 L2 mol/L0.2 molc(NaOH)V(NaOH),所以V(NaOH)0.05 L50 mL。第54页/共59页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。第55页/共59页(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:_。第56页/共59页【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)2CO3 2MgO+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。=第57页/共59页答案:(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+CO2 2MgO+C点燃=第58页/共59页感谢您的观看。第59页/共59页

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