《鎂的提取及應用》復習課件

1.海水中含有大量的NaCl、MgCl2、CaCl2、KCl等氯化物，能否從海水中直接得到鎂？提示：不能。海水中的Mg2+

的濃度很小，必須讓海水中的鎂離子富集。2.如何實現(xiàn)Mg2+的富集和分離？試探究應如何選擇加入的試劑。提示：先海水曬鹽使海水濃縮，再加入一種試劑使Mg2+沉淀，如加堿。NaOH價格較高，而CaO價格較低，從當?shù)刭Y源利用來講，煅燒貝殼比煅燒石灰石要經(jīng)濟,這體現(xiàn)了就地取材、綜合利用、節(jié)約成本的原則。3.由MgCl2到Mg究竟用還原法好還是電解法好？提示：由于鎂本身比較活潑，用還原法比較困難，工業(yè)上常使用電解熔融的氯化鎂得到鎂。4.試探究鎂在純氧中燃燒和在空氣中燃燒的區(qū)別。(1)二者所發(fā)生的變化一樣嗎？提示：鎂在純氧中燃燒只發(fā)生反應：2Mg+O22MgO鎂在空氣中燃燒發(fā)生反應：①2Mg+O22MgO②3Mg+N2Mg3N2③2Mg+CO22MgO+C點燃====點燃====點燃====點燃====(2)等量的鎂在二者中燃燒所得固體物質的質量是否相同？提示：根據(jù)氣體在空氣中的含量，主要發(fā)生反應(1)(2)，6Mg～6MgO～3O2～Δm=966Mg～2Mg3N2～2N2～Δm=56故等量的鎂在純氧中燃燒比在空氣中燃燒所得固體質量大。5.某同學通過發(fā)散思維總結出鎂及其化合物的轉化關系圖，請寫出對應序號的轉化方程式，能寫成離子方程式的用離子方程式表示。提示：①2Mg+O22MgO或2Mg+CO22MgO+C②MgCO3MgO+CO2↑③Mg(OH)2MgO+H2O④MgO+2H+====Mg2++H2O⑤Mg+2H+====Mg2++H2↑⑥MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑⑦Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓⑧Mg(OH)2+2H+====Mg2++2H2O通電====點燃====點燃====△====△====例題海水是鎂的主要來源之一。從海水中提取鎂可按如下步驟進行：①把貝殼制成石灰乳；②向引入的海水中加入石灰乳，沉降、洗滌、過濾沉淀物；③將沉淀物與鹽酸反應，結晶、過濾、干燥；④電解得到產(chǎn)物。(1)以上提取鎂的全過程中，沒有涉及的化學反應類型是_____(填序號)。A.分解反應B.化合反應C.置換反應D.復分解反應(2)下列關于提取鎂的說法中，不正確的是_____(填序號)。A.此法的優(yōu)點之一是原料來自大海B.進行①②③步驟的目的是富集MgCl2C.工業(yè)上可用電解熔融氧化鎂的方法制取鎂D.電解冶煉鎂要消耗大量電能【規(guī)范解答】(1)根據(jù)鎂的提取過程：(2)由于MgO的熔點高，工業(yè)上不能使用電解熔融MgO的方法冶煉Mg。答案：(1)C(2)C【互動探究】工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在某冷卻劑中冷卻，可以選擇的冷卻劑有哪些？提示：將鎂蒸氣冷卻，應選擇不與之反應的物質，如惰性氣體和氫氣等，常用作保護氣的氮氣、二氧化碳不能用作冷卻鎂蒸氣的保護氣。1.從海水中提取鎂的過程中，要注意用Mg(OH)2制得無水MgCl2的方法：先加鹽酸反應，再加熱濃縮得MgCl2·6H2O晶體，然后再將MgCl2·6H2O晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得無水MgCl2。2.鎂的化學性質鎂能夠和氧氣、氮氣、氯氣、硫等非金屬單質化合。還能夠從比它不活潑的金屬的鹽溶液中置換出不活潑金屬。1.許多國家十分重視海水資源的綜合利用。不需要化學變化就能夠從海水中獲得的物質是()A.氯、溴、碘B.鈉、鎂、鋁C.燒堿、氫氣D.食鹽、淡水【解析】選D。從海水中提取Cl2、Br2、I2、Na、Mg、Al、NaOH、H2等物質都需要經(jīng)過化學變化，多數(shù)需用電解的方法。2.工業(yè)上從海水中提取鎂，正確的方法是()【解析】選D。鎂是由電解熔融的MgCl2得到的，還要知道實際生產(chǎn)中從海水中提取MgCl2的途徑及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。3.下列有關鎂的敘述，不正確的是()A.空氣中點燃鎂條，有耀眼白光，故用作制照明彈材料B.鎂條著火，可使用泡沫滅火器滅火C.MgO雖然密度小，但熔點很高D.鎂能與熱水反應，反應程度不如鈉劇烈【解析】選B。金屬鎂能與CO2和H2O反應，故鎂條著火，不可使用泡沫滅火器滅火。4.下列物質相互反應能得到氯化鎂的是()①鎂和氯氣②鎂和鹽酸③氧化鎂和氯化銅④氫氧化鎂和碳酸鈉⑤氯化鋇和硫酸鎂⑥碳酸鎂和氯化鈣A.全部B.①②⑤⑥C.①②④⑤D.①②【解析】選B。MgO和CuCl2不反應，Mg(OH)2與Na2CO3也不會有氯化鎂產(chǎn)生；碳酸鎂微溶，而碳酸鈣難溶，所以MgCO3與CaCl2反應生成CaCO3和MgCl2。5.(2011·三明高一檢測)將質量為64g的某種鎂鐵合金投入到足量的稀鹽酸中生成氣體在標準狀況下的體積為44.8L，求：該合金中含有鎂和鐵的質量分別為多少？【解析】設合金中鐵和鎂的物質的量分別是a、b。Mg+2HCl====MgCl2+H2↑1mol1molbbFe+2HCl====FeCl2+H2↑1mol1molaan(H2)=44.8L/22.4L·mol-1=2mol①a+b=2mol②56g·mol-1·a+24g·mol-1·b=64g聯(lián)立①②方程可解得a=0.5mol，b=1.5molm(Fe)=28g，m(Mg)=36g。答案：鎂、鐵的質量分別為36g、28g。一、選擇題(本題包括6小題，每小題4分，共24分)1.用于飛機制造業(yè)的重要材料有()A.鎂鋁合金B(yǎng).銅鋅合金C.鋁鐵合金D.不銹鋼【解析】選A。飛機制造業(yè)的材料要求質輕堅固，鎂鋁合金符合要求。2.(2011·桐鄉(xiāng)高一檢測)燃著的鎂條在下列氣體中不能繼續(xù)燃燒的是()A.CO2B.N2C.Cl2D.He【解析】選D。由反應可知：3Mg+N2Mg3N2，2Mg+CO22MgO+C，Mg+Cl2MgCl2，稀有氣體性質穩(wěn)定，與Mg不發(fā)生化學反應。點燃====點燃====點燃====3.已知鋰和鎂的單質及其化合物在很多性質上具有相似性，由此可以推斷下列關于鋰及其化合物的敘述中，正確的是()A.LiOH加熱時，不會分解B.Li2CO3加熱時，不會分解C.Li在氧氣中燃燒生成Li2O2D.Li與稀硫酸反應生成Li2SO4【解析】選D。類比鎂及其化合物的性質：Mg(OH)2和MgCO3受熱都容易分解，LiOH與Li2CO3受熱也容易分解，A和B選項錯誤。Mg在氧氣中燃燒生成普通的氧化物MgO，所以Li在氧氣中燃燒生成Li2O，C選項錯誤；Mg與稀硫酸反應生成MgSO4和氫氣，Li與稀硫酸反應生成Li2SO4和氫氣，D選項正確。

【舉一反三】金屬鋰能否在氮氣中燃燒？如能，請寫出其反應的化學方程式。提示：能。因為Mg與N2反應生成Mg3N2，所以Li與N2反應可以生成Li3N，其反應的化學方程式為：6Li+N22Li3N。點燃====4.(雙選)(2011·蘇州高一檢測)為了除去粗鹽中的CaCl2、MgSO4及泥沙，可將粗鹽溶于水，然后進行下列5項操作：①過濾；②加過量的NaOH溶液；③加適量稀鹽酸；④加過量Na2CO3溶液；⑤加過量的BaCl2溶液。正確的操作順序是()A.①④②⑤③B.④①②⑤③C.②⑤④①③D.⑤②④①③【解析】選C、D。除去多種雜質時，要考慮加入試劑的順序，為了保證將雜質除盡，所加試劑必須過量，因此為了不引進新雜質，后面加入的試劑要能除去前面加入的試劑引入的雜質離子。本題加入試劑或操作的順序可以是：②⑤④①③或⑤②④①③。【規(guī)律方法】物質的分離和提純的常用化學方法(1)加熱法混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質時，可直接加熱，使熱穩(wěn)定性差的物質分離出去。例如：食鹽中混有氯化銨，純堿中混有小蘇打等均可直接加熱除去雜質。(2)沉淀法在混合物中加入某試劑，使其中一種以沉淀形式分離出去的方法。使用該方法一定要注意不能引入新的雜質。若使用多種試劑將溶液中不同微粒逐步沉淀時，應注意后加試劑能將前面所加試劑的過量部分除去，最后加的試劑不引入新的雜質。例如，加適量BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。(3)轉化法不能通過一次反應達到分離的目的時，要經(jīng)過轉化為其他物質才能分離，然后要將轉化物質恢復為原物質。注意轉化過程中盡量減少被分離物質的損失，而且轉化物質要易恢復為原物質。(4)酸堿法被提純物質不與酸堿反應，而雜質可與酸堿發(fā)生反應，用酸堿作除雜試劑。例如：用鹽酸除去SiO2中的石灰石，用氫氧化鈉溶液除去鐵粉中的鋁粉等。

(5)氧化還原法①對混合物中混有的還原性雜質，可加入適當?shù)难趸瘎┦蛊浔谎趸癁楸惶峒兾镔|。②對混合物中混有的氧化性雜質，可加入適當?shù)倪€原劑將其還原為被提純物質。5.一定量的Mg和MgO的混合物投入100mL2mol/L的稀HCl中完全溶解后，再向反應后的溶液中加入4mol/L的NaOH溶液，要使Mg元素全部沉淀出來，所加入的NaOH溶液的體積最小是()A.100mLB.50mLC.25mLD.無法判斷【解析】選B。Mg元素全部沉淀后，溶液中只有NaCl，其中Na+全部來自于NaOH溶液，Cl-全部來自于稀鹽酸，且有n(NaOH)＝n(HCl)＝0.100L×2mol/L＝0.2mol＝c(NaOH)·V(NaOH)，所以V(NaOH)＝＝0.05L＝50mL。

6.下列有關鎂及其化合物的離子方程式書寫正確的是()A.MgCO3與鹽酸反應：CO32-+2H+====CO2↑+2H2OB.Mg(OH)2和H2SO4反應：Mg2++2OH-+2H++SO42-====MgSO4↓+2H2OC.工業(yè)上以海水為原料制取Mg(OH)2：Ca(OH)2+Mg2+====Mg(OH)2+Ca2+D.鎂與醋酸反應：Mg+2H+====Mg2++H2↑【解析】選C。MgCO3和Mg(OH)2都是微溶性物質，醋酸為弱電解質，在寫離子方程式時不能拆成離子形式，故A、B、D選項錯誤；工業(yè)上以海水為原料制取Mg(OH)2時，在海水中加入石灰乳，所以Ca(OH)2不能拆成離子的形式。二、非選擇題(本題包括2小題，共26分)7.(12分)如圖所示，甲、乙、丙是三種常見單質，X、Y、Z是三種常見化合物。它們之間有如下轉化關系：若甲是金屬單質，丙是一種常見的黑色固體，試推斷：(1)X、Y、Z中含有丙元素的是_____(填寫物質的化學式)；(2)寫出X、Y、Z的分子式(或化學式)X_____________________，Y_____________________，Z_____________________；(3)Z是__________氣的主要成分；(4)X與甲反應的化學方程式是________________。【解析】根據(jù)圖示X+甲Y+丙是置換反應，甲為金屬單質，丙是常見的黑色固體單質，可以推知：X為CO2，Y為MgO，Z為CO，甲為Mg，乙為O2，丙為C(碳)。答案：(1)CO、CO2(2)CO2MgOCO(3)水煤(4)2Mg+CO22MgO+C點燃====8.(14分)目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。學生就這個課題展開了討論。已知海水提鎂的主要步驟如下：學生就這個課題提出了以下問題：(一)在海水提鎂的過程中如何實現(xiàn)對鎂離子的富集？有三個學生提出自己的觀點。學生1的觀點：直接往海水中加入沉淀劑。學生2的觀點：高溫加熱蒸發(fā)海水后，再加入沉淀劑。學生3