2018-2019版新學(xué)案化學(xué)蘇教通用版講義：專題2 第二單元 鈉、鎂及其化合物 第4課時(shí)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第4課時(shí)鎂的提取及應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1。了解從海水中提取鎂的原理和過(guò)程。2。掌握鎂及其化合物的性質(zhì)和用途.一、從海水中提取鎂從海水中提取鎂，步驟如下:(1）煅燒海邊貝殼(石灰石），制成石灰乳。反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________，________________________________________________________________________。(2)將石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氫氧化鎂沉淀。反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________。(3)將氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)，化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________________________，離子方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________________________。所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶可獲得六水合氯化鎂晶體(MgCl2·6H2O)，然后在HCl氣流中加熱,轉(zhuǎn)化成無(wú)水氯化鎂。反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________________________。(4）電解熔融氯化鎂制得金屬鎂。反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________.答案(1)CaCO3eq\o（=，\s\up7（高溫）)CaO＋CO2↑CaO＋H2O=Ca(OH）2(2)MgCl2＋Ca（OH）2=Mg（OH)2↓＋CaCl2(3)Mg（OH）2＋2HCl=MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2OMgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7（HCl)，\s\do5(△）)MgCl2＋6H2O(4）MgCl2eq\o（=，\s\up7(通電)）Mg＋Cl2↑從海水中提取鎂的流程【例1】鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60％的鎂是從海水中提取的.某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵（主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等）中模擬工業(yè)生產(chǎn)來(lái)提取鎂，主要過(guò)程如下：回答下列問(wèn)題:（1）工業(yè)上從鹽鹵中獲取Mg（OH）2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是___________________________________________________________________________________________。（2)從過(guò)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的方法是先將沉淀加入到盛有__________溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)________、________（填操作方法）可得純凈的Mg(OH）2。(3）下圖是該興趣小組設(shè)計(jì)進(jìn)行過(guò)程③的實(shí)驗(yàn)裝置圖：其中裝置A的作用是_____________________________________________________.(4）寫出過(guò)程④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________________________________________________________________________________________。答案（1）石灰乳原料豐富，成本低(2)MgCl2（或氯化鎂)過(guò)濾洗滌(3）制備干燥的HCl氣體（4）MgCl2（熔融)eq\o（=,\s\up7(通電））Mg＋Cl2↑解析(1）工業(yè)原料要廉價(jià)易得。（2）加入MgCl2,電離出Mg2＋抑制Mg（OH）2溶解，使Ca（OH）2溶解,然后過(guò)濾、洗滌得純凈的Mg(OH）2。(3）濃硫酸具有吸水性，濃鹽酸具有揮發(fā)性，則裝置A的作用是制備干燥的HCl氣體。知識(shí)拓展（1)使MgCl2·6H2O失去結(jié)晶水應(yīng)在HCl氣流中加熱，所以最后應(yīng)接吸收HCl氣體的裝置，如右圖所示：（2)電解熔融MgCl2產(chǎn)生的Cl2可以用來(lái)制取鹽酸，以達(dá)到廢物循環(huán)利用的目的。二、鎂的性質(zhì)及其應(yīng)用1．把一小段擦去氧化膜的鎂條放入一定量的稀硫酸中,現(xiàn)象是鎂條上有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，離子方程式為Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑.2．把點(diǎn)燃的鎂條放入盛有二氧化碳?xì)怏w的集氣瓶里（集氣瓶底部要放一些細(xì)沙,如右圖)，觀察現(xiàn)象。(1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鎂條繼續(xù)劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,伴有白煙,生成白色粉末,在瓶的內(nèi)壁還有黑色的物質(zhì)附著。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在點(diǎn)燃(或高溫)條件下，鎂與二氧化碳反應(yīng)，化學(xué)方程式：2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7（點(diǎn)燃))2MgO＋C。(3）問(wèn)題討論：集氣瓶底要放一些細(xì)沙的作用是防止反應(yīng)產(chǎn)生的高溫固體落下使集氣瓶炸裂.3．鎂在空氣中燃燒時(shí),除與O2反應(yīng)外，還可與N2反應(yīng)，化學(xué)方程式為3Mg＋N2eq\o(=，\s\up7(點(diǎn)燃))Mg3N2。鎂的轉(zhuǎn)化關(guān)系【例2】已知鎂能在O2、N2、CO2中燃燒生成相應(yīng)的化合物。試回答下列問(wèn)題：(1)鎂在空氣中燃燒，除發(fā)生反應(yīng)N2＋3Mgeq\o(=，\s\up7（點(diǎn)燃))Mg3N2外，還能發(fā)生其他反應(yīng)，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________________.（2）鎂條在氧氣中燃燒時(shí)看到的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________________________________________________________.（3）有同學(xué)認(rèn)為空氣中氮?dú)夂孔畲?所以產(chǎn)物中氮化鎂含量最大.事實(shí)上是這樣嗎?為什么？（4）通過(guò)鎂在空氣中燃燒這一事實(shí)，你對(duì)燃燒這一概念有何新的認(rèn)識(shí)？答案（1)2Mg＋O2eq\o（=，\s\up7（點(diǎn)燃))2MgO,2Mg＋CO2eq\o（=，\s\up7(點(diǎn)燃)）2MgO＋C(2）劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成大量白煙（3)不是,因?yàn)檠鯕獗鹊獨(dú)饣顫?。?）燃燒不一定有氧氣參加。解析鎂是較活潑金屬，鎂在空氣中燃燒，產(chǎn)物較復(fù)雜。但產(chǎn)物中MgO最多，這是由于氧氣比N2、CO2活潑所致。燃燒是劇烈的發(fā)光發(fā)熱的氧化還原反應(yīng)，不一定有氧氣參加。1．將燃著的鎂條插入下列氣體中，鎂條不能繼續(xù)燃燒的是(）A．O2B．Cl2C．CO2D．Ar答案D解析鎂有強(qiáng)還原性，與O2、Cl2、CO2都能反應(yīng),但與稀有氣體Ar不反應(yīng)。2．海水中含有MgCl2，是鎂的重要來(lái)源之一。從海水中提取鎂，可以按照如下步驟：①把貝殼制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、過(guò)濾、洗滌沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過(guò)濾、干燥產(chǎn)物；④將所得產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于提取鎂，下列說(shuō)法不正確的是(）A．此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富B．進(jìn)行①②③步操作的目的是從海水中提取MgCl2C．第④步電解會(huì)產(chǎn)生Cl2D．以上提取鎂的過(guò)程中涉及到的反應(yīng)有分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng)答案D解析利用海水和貝殼原料來(lái)源豐富。①步用于生成Ca（OH)2，包括分解和化合兩個(gè)反應(yīng)，②步用于生成Mg（OH)2,為復(fù)分解反應(yīng)，③步用于制備MgCl2，也是復(fù)分解反應(yīng)，④步為電解熔融MgCl2得到鎂，為分解反應(yīng)。3．某中學(xué)化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了四種從海水中提取鎂的工藝流程，你認(rèn)為合理的是()A．海水eq\o（→，\s\up7(NaOH)）Mg(OH）2eq\o（→，\s\up7(電解））MgB．海水eq\o(→，\s\up7（熟石灰)）Mg（OH)2eq\o（→,\s\up7（HCl))MgCl2eq\o（→,\s\up7（電解))MgC．海水eq\o（→,\s\up7(HCl)）MgCl2eq\o（→，\s\up7(電解））MgD．海水eq\o(→，\s\up7（Cl2））MgCl2eq\o(→，\s\up7(電解）)Mg答案B解析沉淀海水中的Mg2＋宜選廉價(jià)的熟石灰,電解Mg（OH)2不能得到Mg，A項(xiàng)錯(cuò)誤；海水中加入HCl（或鹽酸）或Cl2不能得到MgCl2，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．0。1mol鎂粉分別在足量的O2、CO2、N2中燃燒,生成的固體的質(zhì)量依次為m1、m2、m3，下列關(guān)系式正確的是（）A．m2〉m1>m3 B．m1＝m2〉m3C．m1＝m2＝m3 D．m3〉m2〉m1答案A解析有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式依次為2Mg＋O2eq\o(=，\s\up7（點(diǎn)燃）)2MgO；2Mg＋CO2eq\o（=，\s\up7（點(diǎn)燃））2MgO＋C；3Mg＋N2eq\o(=，\s\up7（點(diǎn)燃))Mg3N2，根據(jù)反應(yīng)方程式易知0。1molMg分別在足量的O2、CO2、N2中燃燒后，固體的質(zhì)量分別增加1.6g、2.2g、0.93g.5．鎂條在空氣中燃燒時(shí)，鎂可與空氣中的一種主要成分反應(yīng)，生成少量的物質(zhì)A，已知A有下面一系列變化。氣體C能夠使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。（1）寫出A、C、D的化學(xué)式:A________；C________;D________.（2）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________.答案(1)Mg3N2NH3Mg(OH）2(2）①M(fèi)g3N2＋8HCl=3MgCl2＋2NH4Cl②MgCl2＋2NaOH=Mg（OH)2↓＋2NaCl，NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up7(△)）NaCl＋H2O＋NH3↑解析C是NH3，則A是Mg3N2，Mg3N2與鹽酸反應(yīng)生成MgCl2和NH4Cl兩種鹽。［對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練］題組一鎂的提取1．用電解熔融氯化鎂而不用電解氧化鎂制金屬鎂，可能的原因是（)A．易制得MgCl2,不易制得氧化鎂B．熔融氧化鎂不能被電解C．氧化鎂熔點(diǎn)比氯化鎂熔點(diǎn)高得多D．電解熔融氧化鎂耗電少答案C2．工業(yè)上制取鎂粉是將鎂蒸氣在某氣體中冷卻，下列可作冷卻劑的是（）A．CO2 B．空氣C．H2O D．H2答案D解析Mg具有強(qiáng)還原性,可與CO2、O2、H2O（g）、N2反應(yīng)。3．舟山群島新區(qū)是中國(guó)首個(gè)以海洋經(jīng)濟(jì)為主題的國(guó)家級(jí)新區(qū)。下列說(shuō)法正確的是(）A．從海水中提取溴單質(zhì)的過(guò)程中涉及氧化還原反應(yīng)B．從海帶中提取碘單質(zhì)的過(guò)程中只涉及復(fù)分解反應(yīng)C．從海水中提取鎂單質(zhì)的過(guò)程中涉及置換反應(yīng)D．從海水中提取氯化鈉的過(guò)程中涉及化學(xué)反應(yīng)答案A解析從海水中提取單質(zhì)溴，通常是用氯氣氧化溴離子生成溴單質(zhì),然后鼓入熱空氣或水蒸氣，使溴從溶液中揮發(fā)出來(lái)，冷凝后得到粗溴,涉及氧化還原反應(yīng)，A項(xiàng)正確；從海帶中提取單質(zhì)碘,主要反應(yīng)過(guò)程是I－eq\o(→，\s\up7(氧化劑)）I2,涉及氧化還原反應(yīng),不涉及復(fù)分解反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從海水中提取鎂單質(zhì)，通常將熟石灰加入海水或鹵水中，沉淀出氫氧化鎂，氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂，電解熔融狀態(tài)的氯化鎂，就能制得金屬鎂,沒有涉及置換反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；海水蒸發(fā)制氯化鈉的過(guò)程是利用氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，蒸發(fā)水得到氯化鈉晶體，是物理變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。題組二鎂的性質(zhì)和用途4．分析鎂在空氣中的燃燒產(chǎn)物，肯定不存在的物質(zhì)是()A．C B．MgOC．MgCO3 D．Mg3N2答案C解析空氣中有N2、O2、CO2等，而金屬鎂可以和上述物質(zhì)反應(yīng),故產(chǎn)物中可能有碳、氧化鎂、氮化鎂，而不可能有MgCO3。5．等質(zhì)量的鎂分別在足量的CO2、O2中燃燒，有關(guān)敘述正確的是(）A．在CO2中固體產(chǎn)物質(zhì)量大B．在O2中產(chǎn)生的MgO多C．氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比都是2∶1D．反應(yīng)中都是氧元素被還原答案A解析1molMg分別在足量CO2、O2中燃燒，固體產(chǎn)物質(zhì)量分別為46g、40g，均消耗0.5mol氣體。6．1.0g鎂在氧氣中燃燒后增重0.64g，但在空氣中燃燒時(shí)增重不足0。64g,其原因可能是（)A．空氣中鎂燃燒肯定不完全B．空氣中部分鎂與CO2反應(yīng)C．空氣中部分鎂與N2反應(yīng)D．空氣中部分鎂與水蒸氣反應(yīng)答案C解析相同質(zhì)量的Mg在O2、N2、CO2中燃燒所得固體的質(zhì)量由少到多的順序?yàn)镹2<O2<CO2，Mg在空氣中燃燒主要是與O2反應(yīng)，少量可與N2反應(yīng)，使增重少于在O2中燃燒。7．根據(jù)海水提取鎂的過(guò)程及鎂的相關(guān)性質(zhì)分析，以下說(shuō)法正確的是（）A．Mg在CO2中的燃燒是置換反應(yīng)B．將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2的過(guò)程，鎂原子失電子轉(zhuǎn)化為Mg2＋C．電解得到鎂的過(guò)程可以寫出離子方程式,但不是氧化還原反應(yīng)D．Mg在CO2中燃燒的反應(yīng)，CO2既是氧化劑又是還原劑答案A解析Mg在CO2中燃燒的化學(xué)方程式為2Mg＋CO2eq\o（=,\s\up7（點(diǎn)燃））2MgO＋C，是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng),為置換反應(yīng)，A項(xiàng)正確;將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2的過(guò)程是復(fù)分解反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)，沒有電子的轉(zhuǎn)移,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解得到鎂的過(guò)程有化合價(jià)的變化，是氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；2eq\o（M，\s\up6(0）)g＋eq\o（C,\s\up6（＋4))O2eq\o(=,\s\up7（點(diǎn)燃））2eq\o(M,\s\up6（＋2))gO＋eq\o（C,\s\up6（0）)中，Mg元素化合價(jià)升高，Mg是還原劑，CO2中C元素化合價(jià)降低，CO2是氧化劑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．物質(zhì)的量為0.1mol的鎂條在只含有CO2和O2混合氣體的容器中燃燒（產(chǎn)物不含碳酸鎂)，反應(yīng)后容器內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量不可能為（）A．3.2gB．4.0gC．4.2gD．4。6g答案D解析鎂條燃燒時(shí),發(fā)生的反應(yīng)有：2Mg＋O2eq\o(=，\s\up7（點(diǎn)燃））2MgO①2Mg＋CO2eq\o(=，\s\up7（點(diǎn)燃))2MgO＋C②若0。1mol鎂條全部發(fā)生反應(yīng)①，反應(yīng)后固體的質(zhì)量m＝0。1mol×40g·mol－1＝4.0g.若0。1mol鎂條全部發(fā)生反應(yīng)②,反應(yīng)后固體的質(zhì)量m＝0。1mol×40g·mol－1＋0.05mol×12g·mol－1＝4。6g。若CO2和O2的量不足，鎂條不能完全燃燒,則反應(yīng)后固體的質(zhì)量可能小于4.0g，但不會(huì)等于或大于4.6g,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。9．把0.5molNa和0.5molMg分別投入到足量的m1g水中和m2g鹽酸中,分別得到溶液a和b。若m1＝m2,則a與b的質(zhì)量關(guān)系為（)A．a(chǎn)>b B．a(chǎn)<bC．a(chǎn)＝b D．無(wú)法確定答案C解析2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑溶液增重2mol44gMg＋2HCl=MgCl2＋H2↑溶液增重1mol22g可見，消耗0。5molNa和0。5molMg，兩溶液增重各11g,因m1＝m2，故a＝b。[綜合強(qiáng)化]10．鎂原子最外層電子數(shù)為________,單質(zhì)鎂的還原性很______________，鎂在空氣中發(fā)生的反應(yīng)有:____________________、__________________、__________________；鎂與水反應(yīng)的劇烈程度________________于鈉與水反應(yīng)，說(shuō)明鎂的還原性__________________于鈉。答案2強(qiáng)2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7（點(diǎn)燃）)2MgO＋C3Mg＋N2eq\o(=，\s\up7(點(diǎn)燃）)Mg3N2弱弱11．在SO2中點(diǎn)燃的鎂條像在CO2中那樣繼續(xù)燃燒，但反應(yīng)較鎂和CO2反應(yīng)更為劇烈，反應(yīng)結(jié)束后,在盛有SO2的廣口瓶中可能存在的物質(zhì)是__________（寫化學(xué)式），反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。答案MgO、MgS2Mg＋SO2eq\o（=，\s\up7（點(diǎn)燃）)2MgO＋SMg＋Seq\o（=，\s\up7（△）)MgS解析顯然解答本題必須先聯(lián)想鎂和