PAGEPAGE4鎂的提取及應用1．鎂帶在空氣中燃燒有何明顯現象？試寫出化學方程式。提示：鎂帶在空氣中燃燒，發出刺眼的白光，化學方程式為：2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO,3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點燃),\s\do5())Mg3N2。2．將打磨好的鎂條，插入CuSO4溶液中發生什么反應？提示：Mg＋CuSO4=MgSO4＋Cu。3．Mg是否可置換出稀硫酸或鹽酸中的氫？離子方程式如何？提示：金屬活動性依次表中，Mg排在氫之前，可與稀H2SO4、鹽酸等反應生成H2。離子方程式為：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑。[新知探究]探究參照教材圖2－12，相識從海水中提取鎂的重要步驟和反應。(1)利用貝殼制取石灰乳化學方程式：①CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑，②CaO＋H2O=Ca(OH)2。(2)沉淀Mg2＋化學方程式：MgCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaCl2。(3)提取MgCl2化學方程式：Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O。(4)制取金屬鎂化學方程式：MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑。[必記結論]1．從海水中提取鎂的工藝流程2．留意事項(1)不要干脆往海水中加沉淀劑。因為海水中的Mg2＋的濃度很小，干脆加沉淀劑不利于Mg2＋的沉淀，而且會增大沉淀劑的用量，我們可以先將海水濃縮，再加沉淀劑。(2)從原料來源以及經濟等綜合角度考慮選用Ca(OH)2試劑作沉淀劑較好。因為海邊有豐富的貝殼，可用來制得Ca(OH)2。(3)在Mg(OH)2中先加鹽酸反應，再濃縮得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。(4)電解產生的Cl2可以循環利用，這樣既可以節約資源又可以減輕Cl2隨意排放對環境造成的污染。[勝利體驗]1．某化學愛好小組設計了四種從海水中提取鎂單質的工業流程，你認為合理的是()A．海水eq\o(→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(通電))MgB．海水eq\o(→,\s\up7(蒸發))MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(通電))MgC．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(通電))MgD．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(鹽酸))MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(通電))Mg解析：選D本題要求既要知道鎂是由電解熔融的MgCl2得到，還要知道實際生產中從海水中提取MgCl2的途徑及原料的合理運用(用石灰乳而不用NaOH)。[新知探究]探究1畫出Mg原子結構示意圖，并預料其性質。(1)鎂的原子結構：原子結構示意圖：，易失去最外層的2個電子。(2)化學性質：①與非金屬反應：a．與O2反應：2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO。b．與N2反應：3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2。②與酸反應：與鹽酸反應：Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑。③與CO2反應：2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO＋C。探究2鎂及其化合物的重要用途(1)鎂合金制造火箭、導彈和飛機的部件。(2)制造信號彈和焰火。(3)氧化鎂是優質的耐高溫材料。[必記結論]鎂與二氧化碳的反應(1)做鎂條與CO2反應的試驗應留意的問題：①鎂條在點燃之前，要用細砂紙除去其表面的氧化膜，否則鎂條不易點燃。②盛二氧化碳的集氣瓶中要加入少量細沙，以防高溫固體損傷集氣瓶。③集氣瓶要始終用玻璃片蓋著，鎂條在集氣瓶中要自上而下漸漸深化。(2)“二氧化碳不支持燃燒”的說法不是確定的。二氧化碳對大多數可燃物是良好的滅火劑，而對于K、Ca、Na、Mg等可燃物則是助燃劑。(3)鎂在常溫下極易被空氣中的氧氣氧化，在表面形成一層致密的氧化膜，所以鎂在常溫下具有抗腐蝕性。[勝利體驗]2．下列說法不正確的是()A．金屬鎂在空氣中較易被氧化，生成的氧化膜對金屬鎂有愛護作用B．去除表面氧化膜的金屬鎂，能在空氣中點燃，產生刺眼的白光C．將鎂粉加到水中加熱煮沸冷卻后，滴加酚酞，會變紅色D．氮氣很穩定，即使高溫加熱，去除表面氧化膜的鎂條也不能在氮氣中燃燒解析：選D鎂條表面的氧化膜對鎂有愛護作用，A正確；鎂條在空氣中可點燃，B正確；鎂粉在加熱條件下可與水緩慢反應生成Mg(OH)2沉淀物，但Mg(OH)2不是確定不溶，微量Mg(OH)2溶解在水中，使溶液呈堿性，C正確；鎂條可以在高溫下與氮氣反應，D不正確。———————————————[關鍵語句小結]————————————————1．從海水提取鎂的主要反應：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑；CaO＋H2O=Ca(OH)2；MgCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaCl2；Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O；MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑。2．Mg為活潑金屬，可與O2、N2、CO2和鹽酸等物質發生反應，表現出強還原性。3．鎂合金密度小，硬度和強度都較大；MgO是優質的耐高溫材料。[例1]海水中含有的MgCl2是Mg的重要來源之一，從海水中提取鎂，可按如下步驟進行：①將貝殼制成石灰乳②在引入的海水中加入石灰乳、沉降、過濾、洗滌沉淀物③將沉淀物與鹽酸反應、結晶、過濾、干燥產物④將產物熔融后電解關于提取鎂，下列說法中不正確的是()A．此法的優點之一是原料來源豐富B．進行①、②、③步的目的是從海水中提取MgCl2C．第四步會產生氯氣D．以上過程中涉及復分解反應、化合反應和置換反應解析：選D原料來源豐富是此法的優點之一，A正確；①、②、③步的目的是從海水中提取MgCl2以便用于第④步的電解，B正確；電解MgCl2生成鎂和氯氣，C正確；此過程中無置換反應，D不正確。電解熔融MgCl2才能生成鎂，電解MgCl2溶液不能生成鎂，生成氫氧化鎂。1．下列化學反應，在從海水中提取金屬鎂的過程中，不會涉及的是()A．Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓B．Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2OC．Mg(OH)2eq\o(=,\s\up7(加熱))MgO＋H2OD．MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑解析：選CA項是把海水中的Mg2＋轉化為Mg(OH)2沉淀，B項是把Mg(OH)2轉化為MgCl2，D項是電解熔融MgCl2制得Mg和Cl2，C項中的反應未涉及。[例2]將相同質量的鎂條分別在①氧氣、②空氣、③氮氣、④二氧化碳中完全燃燒，燃燒后所得固體產物的質量由小到大的依次是()A．②<①<③<④B．④＝①＝②＝③C．③<②<①<④D．③<①<②<④解析：選CMg在氧氣中：2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgOMg在空氣中：2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO(主)3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2(微量)Mg在氮氣中：3Mg＋N2eq\o(→,\s\up7(點燃),\s\do5())Mg3N2Mg在二氧化碳中：2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點燃))C＋2MgO設有1molMg完全反應：a．Mgeq\o(→,\s\up7(O2))MgO→O→增重16g；b．Mgeq\o(→,\s\up7(N2))eq\f(1,3)Mg3N2→eq\f(2,3)N→增重eq\f(2,3)×14g＝9.3g；c．Mgeq\o(→,\s\up7(CO2))MgO＋eq\f(1,2)C→O＋eq\f(1,2)C→增重22g；故產物質量大小依次為④>①>②>③。(1)鎂可與熱水反應：Mg＋2H2O(熱水)=Mg(OH)2＋H2↑，Mg(OH)2是中強堿，能使酚酞變紅。(2)鎂可與鹽溶液反應(置換較不活潑的金屬)：Mg＋Cu2＋=Mg2＋＋Cu。2．已知Mg在CO2中可以燃燒。現將agMg置于盛有bL(標準狀況)CO2和O2混合氣體密閉容器中燃燒。(1)在密閉容器中可能發生的化學反應有________________________________________________________________________。(2)若在反應容器中CO2有剩余，則容器內的固體物質確定含有________。解析：(1)Mg既可以在O2中燃燒，也可以在CO2中燃燒。(2)若在反應容器中CO2有剩余，則CO2可能參與反應，也可能沒有參與反應，所以容器內確定含有的固體物質是Mg和O2反應生成的MgO。答案：(1)2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO、2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO＋C(2)MgO[課堂雙基落實]1．由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟：①在確定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤濃縮結晶。其先后依次正確的是()A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①解析：選D由海水中提取鎂可知，先在海水中加入熟石灰，使Mg2＋變成Mg(OH)2沉淀，過濾得到Mg(OH)2，然后再加鹽酸溶解、濃縮結晶，在確定條件下脫水干燥，最終得到無水氯化鎂。2．分析鎂在空氣中的燃燒產物，確定不存在的物質是()A．CB．MgOC．MgCO3D．Mg3N2解析：選C鎂在空氣中燃燒可與CO2反應生成C和MgO，與O2反應生成MgO，與N2反應生成Mg3N2。3．下列關于鎂的敘述中，不正確的是()A．在空氣中燃燒時發出刺眼的白光B．由于鎂能夠在空氣中和氧氣反應，所以必需密封保存C．能跟鹽酸反應放出氫氣D．能跟沸水反應放出氫氣解析：選B鎂易和氧氣反應生成氧化鎂，氧化鎂附著在鎂的表面，阻礙鎂和氧氣反應，所以保存鎂條時不用密封。4．鎂粉是焰火、閃光粉中不行缺少的原料，工業制造鎂粉是將鎂蒸氣在氣體中冷卻，下列①空氣②CO2③Ar④H2⑤N2可作為冷卻氣的是()A．①②B．②③C．③④D．④⑤解析：選C鎂是還原性很強的金屬，在加熱時能與很多氣體物質反應，如空氣、二氧化碳、氮氣等，但不與氫氣和稀有氣體反應。5．將鎂粉加入氯水中，可視察到的現象是______________，再向溶液中滴加氫氧化鈉溶液，產生的現象是________________________________________________________________________，發生反應的化學方程式分別為_________________________