镁提取及应用.pptx
一、镁的提取1镁的存在：自然界中的镁主要以 的形式存在于地壳和海水中。海水中镁的总储量约为1.81015吨。化合态第1页/共25页2镁的提取从海水中提取镁，步骤如下：(1)煅烧海边贝壳()，制成石灰乳。化学方程式：CaCO3 CaOCO2，CaO =Ca(OH)2。(2)将石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀。化学方程式：MgCl2Ca(OH)2=，该反应实质上是Mg2与OH结合生成Mg(OH)2沉淀的反应，离子方程式：Mg2Ca(OH)2=Ca2Mg(OH)2。(3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O，该反应实质上是 与 反应生成Mg2与H2O，离子方程式：Mg(OH)22H=Mg22H2O。所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl26H2O)，然后在氯化氢气流中加热，转化成氯化镁。化学方程式：MgCl26H2O (4)电解熔融 制得金属镁。化学方程式：MgCl2 。石灰石H2OMg(OH)2CaCl2Mg(OH)2HMgCl26H2O氯化镁MgCl2高温第2页/共25页一、镁的提取 如何从海水中提取得到镁？师生互动【提示】海水提取镁的过程第3页/共25页 1.能否采用直接电解Mg(OH)2的方法来制镁？【提示】不能。Mg(OH)2受热易分解生成MgO。而氧化镁耐高温，熔点很高，电解耗能太大，反应要求的条件也高。第4页/共25页二、镁的性质1镁的物理性质镁是 的金属，密度较 (1.74 gcm3)，有较强的韧性、延展性、是电和热的 导体。硬度、熔点、沸点介于钠、铝之间。2镁的原子结构镁的原子结构示意图为 。由其结构可知，镁原子容易 最外层的 电子，形成镁离子。因此，镁是活泼的金属，在自然界中主要以 存在。银白色小良失去2个化合态第5页/共25页3镁的化学性质镁的化学性质活泼，可与活泼非金属、酸等发生反应。(1)镁与非金属单质反应镁与氧气的反应：。镁与氯气、氮气的反应，化学方程式分别为：MgCl2 3MgN2 。(2)镁与酸的反应把一小段擦去氧化膜的镁条放入一定量的稀硫酸中，镁条上有气泡产生，这是因为镁与酸所电离的H发生氧化还原反应，把H还原成氢气。化学方程式：MgH2SO4(稀)=MgSO4H2，离子方程式为 。(3)镁与某些氧化物的反应 将燃着的镁条伸入盛满二氧化碳的集气瓶中，镁条 燃烧，发生耀眼的 ，瓶内壁上有 物质生成。化学方程式：2MgCO2 。2MgO2 2MgOMgCl2,Mg3N2Mg2H=Mg2H2白光黑色2MgOC剧烈第6页/共25页 2.二氧化碳通常用来灭火，是否它不能支持任何物质的燃烧？【提示】否。CO2虽然有惰性，但是它能支持镁条的燃烧，且反应剧烈。第7页/共25页三、镁及其化合物的重要用途1镁的用途(1)镁能与铜、铝、锡、锰、钛等形成许多合金(约含镁80%)。虽然镁合金的密度只有1.8 gcm-3左右，但硬度和强度都较大，因此被大量用于制造 、和 的部件等。因此，镁被誉为“国防金属”。(2)由于镁燃烧发出耀眼的 ，因此常用来制造 和 。2氧化镁的用途：氧化镁的熔点高达2 800，是优质的耐高温材料。火箭导弹飞机白光信号弹焰火第8页/共25页 镁的提取过程中涉及哪些化学反应？请用化学方程式(离子方程式)表示。学生交流【提示】CaCO3 CaOCO2CaOH2O=Ca(OH)2MgCl2Ca(OH)2=CaCl2Mg(OH)2Mg2Ca(OH)2=Ca2Mg(OH)22HClMg(OH)2=MgCl22H2OMg(OH)22H=Mg22H2OMgCl2 MgCl2第9页/共25页海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：(1)若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式：_。(2)Mg(OH)2沉淀中混有Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤_。(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：溶解时：_。过滤时：_。蒸发时：_。第10页/共25页【思路指引】本题考查了书写化学方程式的能力与镁的化合物的相关知识，只有掌握了从海水中提取镁的知识，才能作答。【解析】(1)由元素守恒可知，MgCl26H2O受热分解除产生MgO或Mg(OH)Cl外，还有HCl和H2O生成。(2)由于Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水，故除去Mg(OH)2中的Ca(OH)2，需加入使Ca(OH)2转化为易溶于水的物质，经搅拌、过滤、洗涤便可达到目的。一般选用MgCl2或Mg(NO3)2溶液。第11页/共25页 1.海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。从海水中提取镁，可按以下步骤进行：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；将得到的产物熔融后电解。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进行步骤的目的是从海水中提取MgCl2C第步电解时会产生氯气D以上提取镁的过程中涉及的反应有分解反应、化合反应和置换反应 【解析】提取镁的过程中发生的反应有：CaCO3CaOCO2；CaOH2O=Ca(OH)2；Ca(OH)2MgCl2=Mg(OH)2CaCl2；Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O；MgCl2MgCl2；此过程中不涉及置换反应。【答案】D第12页/共25页二、镁的性质及应用 镁在空气中燃烧能观察到什么现象？师生互动【提示】镁能剧烈燃烧，且产生耀眼的白光，并且伴有大量的白烟。镁是较活泼的金属，易被氧化，为什么镁又有抗腐蚀的性能？学生交流【提示】因为镁能被氧气氧化生成MgO，覆盖在镁的表面，阻止内部金属进一步被氧化，从而起到保护性作用。故镁有一定抗腐蚀性。第13页/共25页 为什么镁被称为“国防金属”？学生交流【提示】镁能与铜、铝、锡、锰、钛等形成许多合金(约含镁80%)。虽然镁合金的密度只有1.8 gcm3左右，但硬度和强度都较大，因此被大量用于制造火箭、导弹、飞机的部件等。因此，镁被誉为“国防金属”。第14页/共25页 将相同质量的镁条分别在氧气空气氮气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()ABC D。同理可讨论足量的镁条分别在等体积(相同条件下)N2、空气、O2、CO2中充分反应后固体质量增加的关系。第18页/共25页二、镁及其化合物间的转化关系第19页/共25页 (1)Mg与CO2的反应是典型的置换反应，Mg作还原剂，CO2作氧化剂。(2)K、Ca、Na等还原剂更强的金属，在点燃的条件下更易在CO2气体中燃烧，当K、Ca、Na、Mg等金属失火后，不能用含CO2或H2O的灭火剂灭火。所以“二氧化碳不能助燃”的说法不是绝对的，二氧化碳对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物是助燃剂。第20页/共25页1下列关于镁元素及其单质的说法中，不正确的是()A镁在常温下能与氧气反应，生成氧化镁保护膜B镁在自然界中只有化合态，没有游离态C镁能在氯气、二氧化碳中燃烧，这说明不只是氧气才有助燃性D镁的化学性质很活泼，能与O2、Cl2、N2及酸、碱发生反应【答案】D第21页/共25页2近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等。这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求以经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行并且符合“绿色化学”要求的方案是()AMgHNO3,Mg(NO3)2BMgCl2,MgCl2NaOH,Mg(OH)2稀HNO3,Mg(NO3)2CMgO2,MgO稀HNO3,Mg(NO3)2DMg浓H2SO4,MgSO4Ba(NO3)2溶液,Mg(NO3)2【解析】A选项会产生有毒气体NOx，D选项会产生有毒气体SO2；B选项步骤多，不经济；只有C选项符合“绿色化学”要求。【答案】C第22页/共25页3(2009年山东省实验中学高三模考)从海水中可提取各种化工产品，下图是工业上对海水的一种综合利用的流程图：(1)在实验室进行过滤所需要的玻璃仪器为烧杯、_、_；(2)在粗盐中含有Ca2、Mg2、SO42等杂质，精制时所用的试剂为：A盐酸 B氯化钡溶液C氢氧化钠溶液 D碳酸钠溶液则加入试剂的顺序是_(填编号)；第23页/共25页(3)电解饱和食盐水时，与电源正极相连的电极上发生的电极反应为_；与电源负极相连的电极附近溶液的碱性_(填“变大”、“变小”或“不变”)；(4)往Mg(OH)2中加入盐酸后，要获得MgCl26H2O晶体，需要进行的实验操作依次为_(填编号)。A蒸馏 B燃烧C过滤 D蒸发E冷却结晶【答案】(1)玻璃棒漏斗(2)CBDA或BCDA(3)2Cl2e=Cl2变大(4)DEC第24页/共25页感谢您的欣赏第25页/共25页
