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文檔簡介
1、第4課時 鎂的提取及應用鎂鎂碳碳磚磚鎂磚合金板材鎂磚合金板材鎂鋁合金鎂鋁合金鎂的應用鎂的應用鎂的應用鎂的應用鎂的應用鎂的應用電熔鋁電熔鋁鎂鋁焊絲鎂鋁焊絲鎂鎂肥肥鎂的應用鎂的應用KClKCl CaClCaCl2 2MgClMgCl2 2NaClNaCl5 5 - -10 10 - -1515 - -2020 - -含量含量g g每千克海水中幾種氯化物的含量每千克海水中幾種氯化物的含量【問題【問題】1 1、地球上的鎂主要以化合態(tài)形式存在于地殼和海水、地球上的鎂主要以化合態(tài)形式存在于地殼和海水( (MgCl2) )中,海水中鎂的總儲量約為中,海水中鎂的總儲量約為1.81.810101515t t。因
2、此制。因此制取鎂的過程是一個什么過程?取鎂的過程是一個什么過程?化合態(tài)鎂化合態(tài)鎂游離態(tài)鎂游離態(tài)鎂還原還原思考:思考:1 1、如何實現(xiàn)、如何實現(xiàn)MgMg2+2+的富集和分離?的富集和分離?可以加入一種試劑使可以加入一種試劑使MgMg2+2+沉淀沉淀2 2、是不是直接往海水中加沉淀劑?、是不是直接往海水中加沉淀劑?不是,因為海水中的不是,因為海水中的MgMg2+2+的濃度很小,直接加沉淀劑的濃度很小,直接加沉淀劑不利于不利于MgMg2+2+的沉淀,而且會增大沉淀劑的用量,可以的沉淀,而且會增大沉淀劑的用量,可以先將海水濃縮,再加沉淀劑先將海水濃縮,再加沉淀劑3 3、從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀
3、劑好?、從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀劑好?Ca(OH)Ca(OH)2 21 1、如何由貝殼制得氫氧化鈣?、如何由貝殼制得氫氧化鈣?貝殼貝殼(CaCO3)煅燒煅燒CaOCa(OH)22 2、從沉淀效果看,澄清石灰水比氫氧化鈉效果差得多,、從沉淀效果看,澄清石灰水比氫氧化鈉效果差得多,如何解決這一矛盾?如何解決這一矛盾?用石灰乳代替石灰水用石灰乳代替石灰水3 3、請設計由、請設計由Mg(OH)2到到Mg的可能途徑。的可能途徑。由于鎂本身比較活潑,用還原法比較困難,工業(yè)上常使用由于鎂本身比較活潑,用還原法比較困難,工業(yè)上常使用電解法得到鎂電解法得到鎂思考:思考:4 4、如何制得無水、如何制得無水
4、MgCl2?思考:思考:先加鹽酸反應,再濃縮得先加鹽酸反應,再濃縮得MgCl26H2O晶體,然后再將晶體,然后再將MgCl26H2O晶體在晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得無水氣氛中加熱脫水即可得無水MgCl2 一、鎂的常見工業(yè)制法一、鎂的常見工業(yè)制法電解法電解法流程:流程: 海水海水 Mg(OH) Mg(OH)2 2 Mg Mg(OHOH)2 2 過濾過濾 MgCl MgCl2 2溶液溶液 鹽酸鹽酸 HCl HCl MgCl MgCl2 26H6H2 2O O 蒸發(fā)蒸發(fā)結晶結晶 MgCl MgCl2 2 干燥干燥 Cl Cl2 2 Mg Mg 電解電解 貝殼貝殼 CaO CaO 石灰乳石灰乳
5、水水 煅燒煅燒 請寫出上述過程中所涉及到的化學方程式請寫出上述過程中所涉及到的化學方程式思考:電解產(chǎn)生的思考:電解產(chǎn)生的ClCl2 2怎么處理?怎么處理?1.1.貝殼煅燒成石灰:貝殼煅燒成石灰: CaCO3 = CaO + CO22.2.石灰制成石灰乳:石灰制成石灰乳: CaO + H2O = Ca(OH)2 (石灰乳)(石灰乳)3.3.石灰乳加入海水沉淀池中得到氫氧化鎂沉淀:石灰乳加入海水沉淀池中得到氫氧化鎂沉淀: Ca(OH)2 + MgCl2 = Mg (OH)2 + CaCl2 4.4.氫氧化鎂與鹽酸反應氫氧化鎂與鹽酸反應: Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O5
6、.5.電解熔融的氯化鎂可以得到金屬鎂:電解熔融的氯化鎂可以得到金屬鎂: MgCl2 = Mg + Cl2電解電解高溫高溫哪些是離子反應?哪些是離子反應?Cl2鎂的性質(zhì)與原子結構的關系鎂的性質(zhì)與原子結構的關系MgMg易失易失2e2e- -MgMg2+2+因此:鎂很活潑,可與活潑的非金屬、酸等物質(zhì)反應因此:鎂很活潑,可與活潑的非金屬、酸等物質(zhì)反應(1 1)與)與O O2 2反應反應常溫:生成氧化膜常溫:生成氧化膜點燃:點燃:2Mg+O2Mg+O2 2=2MgO =2MgO 發(fā)出耀眼的白光發(fā)出耀眼的白光點燃點燃(2 2)與其他非金屬反應)與其他非金屬反應Mg+ClMg+Cl2 2=MgCl=MgCl
7、2 2(白色)(白色)Mg+S=MgSMg+S=MgS(白色)(白色)3Mg+N3Mg+N2 2 = Mg= Mg3 3N N2 2(白色)(白色)點燃點燃二、鎂的性質(zhì)二、鎂的性質(zhì)1 1、物理性質(zhì):、物理性質(zhì): 銀白色固體、導電導熱銀白色固體、導電導熱2 2、化學性質(zhì):、化學性質(zhì): 鎂在空氣中燃燒鎂在空氣中燃燒鎂在氮氣中燃燒鎂在氮氣中燃燒【實驗與探究【實驗與探究】 實驗實驗1 1、取一根打磨好的鎂條,用坩堝鉗夾住,在酒精燈上、取一根打磨好的鎂條,用坩堝鉗夾住,在酒精燈上點燃,伸入盛有二氧化碳氣體的集氣瓶中。觀察現(xiàn)象。點燃,伸入盛有二氧化碳氣體的集氣瓶中。觀察現(xiàn)象。 實驗實驗2 2、從廣口試劑瓶
8、中取、從廣口試劑瓶中取2 2條打磨好的鎂條放入一支試管,條打磨好的鎂條放入一支試管,加入少量水,滴入加入少量水,滴入2 23 3滴酚酞,加熱煮沸。觀察現(xiàn)象。滴酚酞,加熱煮沸。觀察現(xiàn)象。實驗實驗3 3、取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀鹽酸、取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀鹽酸的試管中。的試管中。鎂在二氧化碳中燃燒鎂在二氧化碳中燃燒現(xiàn)象:現(xiàn)象:1 1、劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,伴有白煙,在瓶的內(nèi)、劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,伴有白煙,在瓶的內(nèi)壁有黑色的固體生成壁有黑色的固體生成【實驗與探究【實驗與探究】 實驗實驗1 1、取一根打磨好的鎂條,用坩堝鉗夾住,在酒精燈、取一根打磨好的鎂條,
9、用坩堝鉗夾住,在酒精燈上點燃,伸入盛有二氧化碳氣體的集氣瓶。觀察現(xiàn)象。上點燃,伸入盛有二氧化碳氣體的集氣瓶。觀察現(xiàn)象。 實驗實驗2 2、從廣口試劑瓶中取、從廣口試劑瓶中取2 2條打磨好的鎂條放入一支試條打磨好的鎂條放入一支試管,加入少量水,滴入管,加入少量水,滴入2 23 3滴酚酞,加熱煮沸。觀察現(xiàn)滴酚酞,加熱煮沸。觀察現(xiàn)象。象。實驗實驗3 3、取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀鹽、取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀鹽酸的試管中。酸的試管中?,F(xiàn)象:現(xiàn)象:1 1、劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,伴有白煙,在瓶的內(nèi)壁、劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,伴有白煙,在瓶的內(nèi)壁有黑色的固體生成。有黑色的固
10、體生成。2 2、鎂與冷水不反應,加熱發(fā)生劇烈反應,滴加酚酞溶液、鎂與冷水不反應,加熱發(fā)生劇烈反應,滴加酚酞溶液變?yōu)榧t色。變?yōu)榧t色?!緦嶒炁c探究【實驗與探究】實驗實驗1 1、取一根打磨好的鎂條,用坩堝鉗夾住,在酒精燈、取一根打磨好的鎂條,用坩堝鉗夾住,在酒精燈上點燃,伸入盛有二氧化碳氣體的集氣瓶。觀察現(xiàn)象。上點燃,伸入盛有二氧化碳氣體的集氣瓶。觀察現(xiàn)象。 實驗實驗2 2、從廣口試劑瓶中取、從廣口試劑瓶中取2 2條打磨好的鎂條條打磨好的鎂條 放入一支試管,加入少量水,滴入放入一支試管,加入少量水,滴入2 23 3滴酚酞,加熱煮滴酚酞,加熱煮沸。觀察現(xiàn)象。沸。觀察現(xiàn)象。實驗實驗3 3、取一小段除去氧
11、化膜的鎂條投入盛有一定量稀硫、取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀硫酸的試管中。酸的試管中。現(xiàn)象:現(xiàn)象:1 1、劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,伴有白煙,在瓶的內(nèi)壁、劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,伴有白煙,在瓶的內(nèi)壁有黑色的固體生成有黑色的固體生成2 2、鎂與冷水不反應,加熱發(fā)生劇烈反應,滴加酚酞溶液、鎂與冷水不反應,加熱發(fā)生劇烈反應,滴加酚酞溶液變?yōu)榧t色。變?yōu)榧t色。3 3、迅速反應,生成大量氣泡,且放出熱量,試管內(nèi)壁溫、迅速反應,生成大量氣泡,且放出熱量,試管內(nèi)壁溫度升高度升高3 3、與水反應、與水反應Mg+2H2O(熱水)(熱水)=Mg(OH)2+H2Mg(OH)2為為中強堿,能使酚酞變紅中強堿
12、,能使酚酞變紅2 2、與氧化物反應、與氧化物反應2Mg+CO2 = C+2MgO點燃點燃2Mg+SO2=S+2MgO若若Mg過量:過量:Mg+S=MgS4 4、與非氧化性酸反應:稀、與非氧化性酸反應:稀H2SO4、稀、稀HCl、H3PO4Mg+2H+=Mg2+H2與氧化性酸發(fā)生復雜的反應(與氧化性酸發(fā)生復雜的反應(HNO3、濃、濃H2SO4)5 5、與鹽溶液反應、與鹽溶液反應( (置換較不活潑的金屬)置換較不活潑的金屬)Mg +Cu2+ = Mg2+Cu 1 1、物理性質(zhì):、物理性質(zhì): 銀白色固體、導電導熱銀白色固體、導電導熱2 2、化學性質(zhì):、化學性質(zhì): (1)與)與O2等非金屬單質(zhì)反應等非
13、金屬單質(zhì)反應 2Mg+O2 2MgO點燃點燃(2)與)與CO2反應反應 2Mg+CO2 2MgO+C點燃點燃(3)與)與H2O反應反應 Mg+2H2O Mg(OH)2+H2點燃點燃(4)與酸反應)與酸反應 Mg+2H+ Mg2+H2鎂鎂是是比比較較活活潑潑的的金金屬屬比較強的還原性比較強的還原性 3Mg+N2 Mg3N2點燃點燃二、鎂的性質(zhì)二、鎂的性質(zhì)(5)與鹽溶液反應)與鹽溶液反應(置換較不活潑的金屬)置換較不活潑的金屬)Mg +Cu2+ =Mg2+Cu 鎂粉在焰火、閃光粉、鞭炮中是必不可少的原料,工業(yè)鎂粉在焰火、閃光粉、鞭炮中是必不可少的原料,工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在某冷卻劑中冷卻。下列可
14、作為冷制造鎂粉是將鎂蒸氣在某冷卻劑中冷卻。下列可作為冷卻劑的是卻劑的是請說明理由請說明理由空氣空氣 CO2 氬氣(氬氣(Ar)N2 H2等質(zhì)量的鎂條分別在等質(zhì)量的鎂條分別在O2、CO2、N2中完全燃燒后,生成中完全燃燒后,生成的的 固體的質(zhì)量的大小關系為固體的質(zhì)量的大小關系為 。在空氣中呢?。在空氣中呢?盡管空氣中盡管空氣中N2含量較大,但是含量較大,但是N2的氧化性比的氧化性比O2弱,而弱,而CO2比較穩(wěn)定且含量極少,因此:比較穩(wěn)定且含量極少,因此:Mg在空氣中的燃燒產(chǎn)物主要為在空氣中的燃燒產(chǎn)物主要為MgO,含有極少量的,含有極少量的Mg3N2,幾乎沒有,幾乎沒有C。思考題思考題 已知鎂條在
15、已知鎂條在N N2 2中燃燒生成中燃燒生成MgMg3 3N N2 2,如何檢驗,如何檢驗MgMg3 3N N2 2?提示:提示:Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3Mg3N28H2O=3Mg(OH)22NH3H2O鎂的用途鎂的用途1 1、鎂合金(約含鎂鎂合金(約含鎂80%80%)被大量用于火箭、導彈和飛機)被大量用于火箭、導彈和飛機等制造業(yè)等制造業(yè),美名為,美名為“國防金屬國防金屬”。2 2、鎂元素能維護心肌纖維正常舒縮功能和冠狀動脈彈性,、鎂元素能維護心肌纖維正常舒縮功能和冠狀動脈彈性,有有“心臟保護神心臟保護神”的美稱。的美稱。3 3、鎂可以用來制造煙火。、鎂可以用來制造煙火。4
16、4、鎂還可以用來制藥。、鎂還可以用來制藥。5 5、制耐火材料(、制耐火材料(MgO熔點高)熔點高)合金:金屬與金屬或非金屬熔合在一起形成的且有金屬合金:金屬與金屬或非金屬熔合在一起形成的且有金屬特性的混合物特性的混合物特性:硬度、強度比其組分大,熔點低于任何一組分特性:硬度、強度比其組分大,熔點低于任何一組分鎂合金儀器箱鎂合金儀器箱用鎂合金做車架的捷安特自行車用鎂合金做車架的捷安特自行車奧迪轎車鎂合金外殼奧迪轎車鎂合金外殼1.1.鎂的提取鎂的提取海水海水氫氧化鎂氫氧化鎂氯化鎂溶液氯化鎂溶液氯化鎂晶體氯化鎂晶體無水氯無水氯化鎂化鎂熔融后電解熔融后電解鎂鎂2.2.鎂的化學性質(zhì)鎂的化學性質(zhì)與與CO2
17、反應反應與與N2反應反應1 1、海水中含的、海水中含的MgCl2是是Mg的重要來源之一的重要來源之一, ,從海水中提取鎂,可按如從海水中提取鎂,可按如下步驟進行:下步驟進行:(1 1)將貝殼制成石灰乳)將貝殼制成石灰乳(2 2)在引入的海水中加入石灰乳、沉降、過濾、洗滌沉淀物)在引入的海水中加入石灰乳、沉降、過濾、洗滌沉淀物(3 3)將沉淀物與鹽酸反應、結晶、過濾、干燥產(chǎn)物)將沉淀物與鹽酸反應、結晶、過濾、干燥產(chǎn)物(4 4)將產(chǎn)物熔融后電解)將產(chǎn)物熔融后電解關于提取鎂,下列說法中不正確的是(關于提取鎂,下列說法中不正確的是( )A A、此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富、此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富B B、進行、進行(1)(1)、(2)(2)、(3)(3)步的目的是從海水中提取步的目的是從海水中提取MgCl2C C、第四步會產(chǎn)生氯氣、第四步會產(chǎn)生氯氣D D、以上過程中涉及到復分解反應、化合反應和置換反應、以上過程中涉及到復分解反應、化合反應和置換反應2 2、分析鎂在空氣中的燃燒產(chǎn)物,肯定不存在的物質(zhì)是、分析鎂在空氣中的燃燒產(chǎn)物,肯定不存在的物質(zhì)是 ( )A A、C B B、MgO C C、MgCO3 D D、Mg3N2C C3 3、鎂粉使溴水褪色后,再向溶
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