高中化學(xué)必修1鎂與海洋提鎂

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)化學(xué)1（必修）第三章第四節(jié)海水中的化學(xué)元素樂(lè)安中學(xué)林錦秋宇航員遙看地球的照片為什么海水又苦又咸?海水主要含有NaCl以及MgCl2、MgSO4

、CaCl2等鹽類致使海水又咸又苦，不能直接飲用1000g海水的化學(xué)組成示意圖有關(guān)海水組成的驚人數(shù)字海水中元素種類常量元素（>1mg/L）進(jìn)入海洋的物質(zhì)/年溶解的鹽類物質(zhì)總量氯（Cl）元素總量氡(Rn)元素總量鋰(Li)元素總量碘(I)元素總量鈾(U)元素總量鎂(Mg)元素總量80多種11種2.5×1010t5×1017t2.6×1016t<1kg2.5×1011t9.3×1010t4.5×109t2×1015tUCl、Na、Mg、S、Ca、K、

（11種）C、Sr、Br、B、FLi、I、U等一.海水——元素寶庫(kù)1.海水中的元素常量元素（>1mg/L）：微量元素（<1mg/L）：（2）碘：注：食鹽中加碘是加入一定量的KIO3（1）鋰：（3）鈾：①熱核反應(yīng)材料②制造鋰電池和特種合金原料①用于制藥（碘酒）②調(diào)節(jié)生理作用（缺碘，患呆小癥、大脖子?。┯米龊巳剂?.微量元素的重要用途

鈾是高能量的核燃料，1000克鈾所釋放的能量相當(dāng)于2500噸優(yōu)質(zhì)煤。

一.海水——元素寶庫(kù)3.NaCl的重要用途通電（1）調(diào)味品（2）化工原料，用于氯堿工業(yè)制取NaOH、H2、Cl22NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑人類通過(guò)海水曬鹽從海水中提取食鹽，食鹽不僅是常用的調(diào)味品,也是人體必須的物質(zhì)。

這些產(chǎn)品各有什么用途？在工業(yè)上，以食鹽為原料可以制得哪些化工產(chǎn)品？從海水中富集得到食鹽粗鹽精鹽化學(xué)方法氯堿工業(yè)簡(jiǎn)介鹽酸漂白劑2NaCl+2H2O===2NaOH+Cl2↑+H2↑直流電原理：原料：產(chǎn)品：用途：游泳池消毒肥皂、紡織工業(yè)制金屬鈉：2NaCl（熔融）====2Na+Cl2↑通電二、鎂與海水提鎂1.鎂的物理性質(zhì)和用途：銀白色的金屬，密度小，硬度小，熔點(diǎn)低。可與其他金屬構(gòu)成合金。鎂鋁合金的強(qiáng)度高，機(jī)械性能好。有“國(guó)防金屬”的美譽(yù)。目前，世界上有60%的鎂來(lái)自海水，人們是怎樣從海水中提取鎂的呢？思考2.海水提鎂海水是一種混合溶液，其中主要含有Cl-、Na+

、Mg2+

、Ca2+

、SO42-、Ｋ＋……離子如何實(shí)現(xiàn)MgCl2

的富集、分離和提純？可以加入一種試劑使Mg2+

沉淀Mg（OH）2沉淀加堿過(guò)濾提示：MgCl2（熔融）====Mg+Cl2↑通電加鹽酸[交流·研討]簡(jiǎn)述海水提鎂的基本方法和工業(yè)流程。閱讀課本P98海水加堿過(guò)濾Mg(OH)2電解Mg+Cl2加HCl濃縮MgCl2結(jié)晶、過(guò)濾、干燥貝殼制堿富集提純濃縮結(jié)晶、過(guò)濾、干燥熔融、電解循環(huán)利用貝殼起到提供堿-消石灰的作用。主要成分發(fā)生的化學(xué)變化有：

CaCO3======CaO+CO2↑CaO+H2O=Ca(OH)2高溫經(jīng)歷的化學(xué)變化有：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

MgCl2====Mg+Cl2↑分離[交流·研討]簡(jiǎn)述海水提鎂的基本方法和工業(yè)流程。閱讀課本P98海水加堿過(guò)濾Mg(OH)2電解Mg+Cl2加HCl濃縮MgCl2結(jié)晶、過(guò)濾、干燥啟示：一個(gè)真實(shí)的化學(xué)工業(yè)流程所考慮的問(wèn)題遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。它不僅考慮化學(xué)反應(yīng)，還要考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題。①就地取材——利用海灘上的貝殼，

原料豐富，價(jià)廉，成本低②節(jié)約原料——循環(huán)利用氯元素，降低成本，杜絕污染。海水加堿過(guò)濾Mg(OH)2通電Mg加HCl濃縮MgCl2貝殼起到提供堿-消石灰的作用。主要成分發(fā)生的化學(xué)變化有：

CaCO3======CaO+CO2↑CaO+H2O=Ca(OH)2高溫經(jīng)歷的化學(xué)變化有：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓

Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

MgCl2====Mg+Cl2↑通電（1）就地取材-利用海灘上的貝殼（2）節(jié)約原料-循環(huán)利用氯元素

啟示：一個(gè)真實(shí)的化學(xué)工業(yè)流程所考慮的問(wèn)題遠(yuǎn)比我們想象的復(fù)雜。它不僅考慮化學(xué)反應(yīng)，還要考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題。海水提鎂的原理較為簡(jiǎn)單，但在實(shí)際生產(chǎn)中，還有許多難題需要解決，主要是怎樣除去雜質(zhì)。英國(guó)、美國(guó)、日本在這方面走在前列。我國(guó)由于陸地天然菱鎂礦資源豐富，目前主要是通過(guò)煅燒菱鎂礦來(lái)制取鎂，沒(méi)有安排大量人力和物力開(kāi)發(fā)海水提鎂工作。只是根據(jù)需要，每年利用制鹽鹵水生產(chǎn)一些氯化鎂。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)海水提鎂的開(kāi)發(fā)，也進(jìn)行了一些研究和試生產(chǎn)，取得了可喜的成績(jī)。鎂是一種輕金屬，其合金的強(qiáng)度高、機(jī)械性能好。這些特性使金屬鎂成為制造汽車、飛機(jī)、火箭的重要材料，從而獲得“國(guó)防金屬”的美譽(yù)。在冶金工業(yè)上，金屬鎂常用作還原劑和脫氧劑。研究鎂的性質(zhì)的程序觀察鎂的外觀預(yù)測(cè)鎂的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)和觀察解釋和結(jié)論較活潑的金屬單質(zhì)，化合價(jià)為0，做還原劑（1）鎂與鹽酸反應(yīng)（2）鎂與硫酸銅溶液反應(yīng)（3）鎂與氧氣反應(yīng)注意：先用砂紙去除鎂條表面的氧化膜（1）與酸反應(yīng)（2）與鹽反應(yīng)（3）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)分類法——還原性⑴與酸反應(yīng)置換氫：Mg+2H+-=Mg2++H2↑點(diǎn)燃2Mg+O2===2MgO鎂的主要化學(xué)性質(zhì)由鎂引起的火災(zāi)能否用泡沫滅火器滅火？實(shí)驗(yàn)探究：在集氣瓶中放入大理石（或貝殼），加入稀鹽酸，用燃著的木條驗(yàn)滿后，取一根除去氧化膜的鎂條，用坩堝鉗夾持，點(diǎn)燃后插入充滿CO2的的集氣瓶中。⑶與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：Mg+2HCl

==MgCl2+H2↑⑵與鹽反應(yīng)：Mg+CuSO4==MgSO4+CuMg+Cu2+==Mg2++Cu鎂在空氣中和二氧化碳中燃燒實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論或化學(xué)方程式在空氣中燃燒在二氧化碳中燃燒燃燒劇烈強(qiáng)烈白光燃燒劇烈發(fā)出白光2Mg+CO2=2MgO+C點(diǎn)燃2Mg+O2=2MgO點(diǎn)燃說(shuō)明：“二氧化碳不支持燃燒”的說(shuō)法不是絕對(duì)的。二氧化碳對(duì)大多數(shù)可燃物是良好的滅火劑，而對(duì)于K、Ca、Na、Mg等可燃物則是助燃劑。思考：可以用什么滅火？可用沙土滅火注：K、Ca、Na、Mg金屬著火，不能用CO2或H2O來(lái)滅火。鎂是活潑的金屬，易被氧化，為什么鎂又具有抗腐蝕性能？在常溫下，鎂在空氣中與氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化物薄膜，這層氧化物薄膜能夠阻止金屬的繼續(xù)氧化，故鎂有抗腐蝕性能。隨堂練習(xí)1.下列元素屬于海水中的微量元素的是（）

A、HB、MgC、NaD、Li[來(lái)2.鎂粉在焰火、閃光粉、鞭炮中是不可缺少的原料。工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在某氣體中冷卻，下列可作為冷卻氣體的是（）①空氣②CO2③Ar④H2⑤N2[中國(guó)#教^*~育出&版網(wǎng)]A、①②B、②③ C、③④ D、④⑤3.下列化學(xué)反應(yīng)，在從海中提取金屬鎂的過(guò)程中，不會(huì)涉及的是（）A、Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓B、