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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目标与素养：1.了解从海水中提取镁的原理和过程。(宏观辨识与微观探析)2.掌握镁及其化合物的性质和用途。(宏观辨识与微观探析)自主预习探新知一、海水中提取镁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。化合态2．从海水中提取镁(1)从海水中提取金属镁，其简单流程如下：海水中的Mg2＋――→①Mg(OH)2――→②MgCl2――→③Mg试写出各步骤发生反应的化学方程式：①____________________________________；②________________________________；③___________________________。MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑(2)石灰乳的制备贝壳(CaCO3)――→煅烧①生石灰(CaO)――→H2O②熟石灰[Ca(OH)2]。试写出两步反应的化学方程式：①__________________________；②______________________。CaCO3=====煅烧CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2二、镁的结构与性质1．镁的原子结构镁的原子结构示意图为________，原子最外层有个电子，在化学反应中容易最外层电子，形成镁离子。2．镁的物理性质银白色金属，密度较，熔点，硬度，易传热、导电。较小2失去小较低3．镁的化学性质镁是一种较活泼的金属，具有较强的。可以与非金属单质、水、酸、盐以及某些氧化物反应。(1)与O2反应反应方程式：_____________________。现象：剧烈燃烧，发出，生成固体。白色还原性耀眼的白光2Mg＋O2=====点燃2MgO(2)与N2反应反应方程式：____________________。(3)与CO2反应反应方程式：_________________________。现象：剧烈燃烧，发出，生成白色物质并附有__________。3Mg＋N2=====点燃Mg3N22Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C黑色固体耀眼的白光(4)与稀硫酸反应离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。4．镁的重要应用镁是一种重要的金属材料，密度较小，能与Cu、Al、Sn、Mn、Ti等形成多种合金，这些镁合金硬度和强度都较大。其应用有：(1)镁合金制造火箭、导弹和飞机的部件等。(2)制造信号弹和焰火，其理由是。(3)氧化镁是优质的耐高温材料，其理由是。熔点高达2800℃镁燃烧时发生耀眼的白光1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)海水中提取Mg既涉及复分解反应又涉及置换反应()(2)镁在空气中燃烧只生成MgO()(3)Na与冰水反应而Mg与热水可以反应，可说明Na比Mg活泼()(4)Mg(OH)2溶于盐酸的离子方程式为OH－＋H＋===H2O()×××√2．下列说法不正确的是()A．金属镁在空气中较易被氧化，生成的氧化膜对金属镁有保护作用B．去除表面氧化膜的金属镁，能在空气中点燃，产生耀眼的白光C．将镁粉加到水中加热煮沸冷却后，滴加酚酞，会变红色D．氮气很稳定，即使高温加热，去除表面氧化膜的镁条也不能在氮气中燃烧D[镁条表面的氧化膜对镁有保护作用，A项正确；镁条在空气中可点燃，B项正确；镁粉在加热条件下可与水缓慢反应生成Mg(OH)2沉淀物，但少量Mg(OH)2溶解在水中，使溶液呈碱性，C项正确；镁条可以在高温下与氮气反应，D项不正确。]3．镁原子最外层电子数为________，单质镁的还原性很________，镁在空气中发生的反应有(填化学方程式)：_____________________________________________________、_____________________________________________________、_____________________________________________________；镁与水反应的剧烈程度________(填“强”或“弱”，下同)于钠与水反应，说明镁的还原性________于钠。[答案]2强2Mg＋O2=====点燃2MgO2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C3Mg＋N2=====点燃Mg3N2弱弱核心突破攻重难海水中提取镁的工艺流程分析1.海水提镁的工艺流程图沉淀Mg2＋→Ca(OH)2＋MgCl2===Mg(OH)2↓＋CaCl2↓制MgCl2→Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O↓电解得Mg→MgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑2．由MgCl2·6H2O加热脱水制MgCl2应该在HCl气体氛围中进行；工业上电解熔融的氯化镁制取镁，而不是电解氧化镁制取镁。因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：回答下列问题：(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是__________________________________________________________________________________________________________。(2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有________溶液的烧杯中，充分搅拌后经________、________(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：其中装置A的作用是________。(4)写出过程④中发生反应的化学方程式__________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)工业原料要廉价易得。(2)加入MgCl2，电离出Mg2＋抑制Mg(OH)2溶解，使Ca(OH)2溶解，然后过滤、洗涤得纯净的Mg(OH)2。(3)浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有挥发性，则装置A的作用是制备干燥的HCl气体。(4)电解熔融的MgCl2。[答案](1)石灰乳原料丰富，成本低(2)MgCl2(或氯化镁)过滤洗涤(3)制备干燥的HCl气体(4)MgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、604℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。从海水中提取金属镁，正确的方法是()A．海水――→NaOHMg(OH)2――→电解MgB．海水――→HClMgCl2溶液―→MgCl2(熔融)――→通电MgC．海水―――→石灰乳Mg(OH)2――→灼烧MgO――→通电MgD．海水―――→石灰乳Mg(OH)2――→HClMgCl2溶液―→MgCl2(熔融)――→通电MgD[镁应由电解熔融的MgCl2得到，而不能由电解Mg(OH)2、MgO得到，A、C项错误；向海水中加入的碱应是石灰乳[即Ca(OH)2]而不是NaOH，因为石灰乳可由海边贝壳来制取，比NaOH要便宜得多，A项错误；直接加盐酸于海水中，海水中的MgCl2不能分离出来，B项错误。]当堂达标提素养1．镁被誉为“国防金属”。金属镁的下列性质不属于物理性质的是()A．良好的可塑性B．良好的延展性C．良好的导电性、传热性D．反应中易失去电子D[反应中易失去电子是化学性质。]2．下列化学反应，在从海水中提取金属镁的过程中，不会涉及的是()A．MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2B．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OC．Mg(OH)2=====加热MgO＋H2OD．MgCl2=====通电Mg＋Cl2↑C[A项是把海水中的Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀，B项是把Mg(OH)2转化为MgCl2，D项是电解熔融MgCl2制得Mg和Cl2，C项中的反应未涉及。]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．O2B．Cl2C．CO2D．ArD[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．(双选)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：MgCO3＋2H＋===CO2↑＋H2O＋Mg2＋B．Mg(OH)2与H2SO4反应：Mg2＋＋2OH－＋2H＋＋SO2－4===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＋AD[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是可溶性的盐，在写离子方程式时要拆成Mg2＋和SO2－4的形式，A项正确、B、C项错误；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，而不是澄清石灰水，所以Ca(OH)2不能拆成离子的形式，D项正确。]5．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：(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N2＋3Mg=====点燃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？_____________________________________________________。[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，这是由于氧气比N2、CO2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。[答案](1)2Mg＋O2=====点燃2MgO,2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C(2)剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成大量白烟(3)不是，因为氧气比氮气活泼