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2024_2025学年高中化学第3章自然界中的元素第4节第1课时海水中的元素镁与海水提镁学案鲁科版必修1.docxVIP

2024_2025学年高中化学第3章自然界中的元素第4节第1课时海水中的元素镁与海水提镁学案鲁科版必修1.docx

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海水中的元素镁与海水提镁

[核心素养发展目标]1.了解海水中元素的存在和用途,相识综合开发利用海水资源的重要意义。2.了解海水提镁的过程及化学原理,相识镁单质的还原性和重要用途。

一、海水——元素宝库

1.海水中的元素可分为常量元素和微量元素

常量元素(即每升海水中的含量均大于1mg的元素)有:氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟共11种;微量元素(即每升海水中含量低于1mg的元素)如:锂、碘、铀等元素。

2.海水元素对人体的重要性或主要用途

食盐是人体的必需物质,并对人体的血液循环和新陈代谢都有着重要作用;碘用于制药,人体缺碘会导致大颈项病,一般加碘食盐中添加的是KIO3;锂可作为热核反应的重要材料之一,制造锂电池,特种合金的原料;铀可作为核燃料。

海水中的多种元素均是以化合态形式存在,若元素由化合态转化成游离态,元素化合价确定发生改变,即确定发生氧化还原反应。

例1不须要化学改变就能够从海水中获得的物质是()

A.氯、溴、碘 B.钠、镁、铝

C.烧碱、氢气 D.食盐、淡水

答案D

解析获得Cl2、NaOH、H2须要电解饱和食盐水;获得Na、Mg、Al需电解相应熔融物,Br2、I2需由Br-、I-氧化得到;食盐、淡水分别通过海水蒸发、蒸馏即可得到,为物理改变。

方法规律

从海水提取化学物质不确定发生化学改变。如海水提取氯化钠和淡水等。

二、镁与海水提镁

1.从海水中提取镁,步骤如下:

(1)煅烧海边贝壳(石灰石),制成石灰乳。反应的化学方程式为CaCO3eq\o(=====,\s\up7(高温))CaO+CO2↑,CaO+H2O===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。反应的化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+CaCl2。

(3)将氢氧化镁与盐酸反应,化学方程式为Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O,离子方程式为Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O。

所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl2·6H2O),然后在HCl气流中加热,转化成氯化镁。反应的化学方程式为MgCl2·6H2Oeq\o(=====,\s\up7(HCl),\s\do5(△))MgCl2+6H2O。

(4)电解熔融氯化镁制得金属镁。反应的化学方程式为MgCl2eq\o(=====,\s\up7(通电))Mg+Cl2↑。

2.依据下列镁的化学性质试验填写表格

试验内容

试验操作

试验现象

反应化学方程式或离子方程式

镁在O2中燃烧

取一段镁条,视察它的颜色。用砂纸把表面的氧化膜擦净,视察金属镁的颜色和光泽,用坩埚钳夹住镁条,点燃

镁条猛烈燃烧,发出刺眼的白光,放出大量的热,生成白色粉末

2Mg+O2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2MgO

镁在CO2中燃烧

把点燃的镁条放入盛有二氧化碳气体的集气瓶里(集气瓶底部要放一些细沙或少量水)

镁条燃烧,发出刺眼的白光,生成白色固体,在集气瓶的内壁有黑色固体附着

2Mg+CO2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2MgO+C

镁与稀盐酸反应

把一小段擦去氧化膜的镁条放入确定量的稀盐酸中

镁条表面有大量气泡产生,镁条渐渐溶解

Mg+2H+===Mg2++H2↑

(1)海水提镁

①海水提镁的方法

向海水中加碱,得到氢氧化镁沉淀,将沉淀分别出来后再加入盐酸使它转变成氯化镁;之后,经过结晶、过滤、干燥、电解,就可得到金属镁。

②海水提镁的流程

③提高“海水提镁”经济效益的措施

以海边的贝壳等为原料,价格低廉且取之不竭;电解产生的Cl2用于制盐酸,循环运用。

(2)镁的性质

①镁是一种银白色金属,密度比较小,硬度较小,熔、沸点较低,具有良好的导电和导热性。

②镁原子最外层有2个电子,在化学反应中简单失去最外层的2个电子形成Mg2+,因此Mg是活泼的金属,具有强还原性,可与活泼非金属单质(如O2、Cl2、N2)、酸等反应。

③镁易与空气中的氧气反应形成致密的氧化膜,阻挡镁接着被氧化,故镁不必特别保存。

④镁与二氧化碳反应实质是镁置换出碳的反应,也是金属置换非金属单质的典型例子。

⑤“二氧化碳不能助燃”不是确定的,二氧化碳对绝大多数可燃物是良好的灭火剂,而对K、Ca、Na(失电子实力比Mg强)等可燃物则是助燃剂。

例2从海水中提取镁,正确的方法是()

A.海水eq\o(――→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq\o(――→,\s\up7(电解))Mg

B.海水eq\o(――→,\s\up7(稀盐酸))MgCl2溶液→MgCl2晶体eq\o(――→,\s\up7(电解))Mg

C.海水eq\o(――→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)

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