2019_20學(xué)年高中化學(xué)第3章自然界中的元素第4節(jié)第1課時(shí)海水中的元素鎂與海水提鎂課件魯科版必修.pptx

1.了解海水中元素的存在和用途，認(rèn)識(shí)綜合開發(fā)利用海水資源的重要意義。 2.了解海水提鎂的過(guò)程及化學(xué)原理，認(rèn)識(shí)鎂單質(zhì)的還原性和重要用途。,核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo),新知導(dǎo)學(xué) XIN ZHI DAO XUE,01,1.海水中的元素可分為常量元素和微量元素 常量元素(即每升海水中的含量均 mg的元素)有： 、 、 、硫、鈣、鉀、碳、鍶、 、硼、氟共11種；微量元素(即每升海水中含量 mg的元素)如： 、 、 等元素。 2.海水元素對(duì)人體的重要性或主要用途 食鹽是人體的必需物質(zhì)，并對(duì)人體的 和 都有著重要作用；碘用于制藥，人體缺碘會(huì)導(dǎo)致大脖子病，一般加碘食鹽中添加的是 ； 可作為熱核反應(yīng)的重要材料之一，制造 電池，特種合金的原料；鈾可作為 。,一、海水元素寶庫(kù),答案,大于1,氯,鈉,鎂,溴,低于1,鋰,碘,鈾,血液循環(huán),新陳代謝,KIO3,鋰,核燃料,鋰,歸納總結(jié),海水中的多種元素均是以化合態(tài)形式存在，若元素由化合態(tài)轉(zhuǎn)化成游離態(tài)，元素化合價(jià)一定發(fā)生變化，即一定發(fā)生氧化還原反應(yīng)。,例1 不需要化學(xué)變化就能夠從海水中獲得的物質(zhì)是 A.氯、溴、碘 B.鈉、鎂、鋁 C.燒堿、氫氣 D.食鹽、淡水,解析 獲得Cl2、NaOH、H2需要電解飽和食鹽水；獲得Na、Mg、Al需電解相應(yīng)熔融物，Br2、I2需由Br、I氧化得到；食鹽、淡水分別通過(guò)海水蒸發(fā)、蒸餾即可得到，為物理變化。,答案,解析,方法規(guī)律,從海水提取化學(xué)物質(zhì)不一定發(fā)生化學(xué)變化。如海水提取氯化鈉和淡水等。,1.從海水中提取鎂，步驟如下： (1)煅燒海邊貝殼(石灰石)，制成石灰乳。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，_。 (2)將石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氫氧化鎂沉淀。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_ _。 (3)將氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)，化學(xué)方程式為_，離子方程式為_。 所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶可獲得六水合氯化鎂晶體(MgCl26H2O)，然后在HCl氣流中加熱， 轉(zhuǎn)化成氯化鎂。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。 (4)電解熔融氯化鎂制得金屬鎂。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。,二、鎂與海水提鎂,答案,CaCO3 CaOCO2,CaOH2O=Ca(OH)2,MgCl2,Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2,Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O,Mg(OH)22H=Mg22H2O,MgCl26H2O MgCl26H2O,MgCl2 MgCl2,2.根據(jù)下列鎂的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)填寫表格,答案,鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，生成白色粉末,鎂條燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體，在集氣瓶的內(nèi)壁有黑色固體附著,鎂條表面有大量氣泡產(chǎn)生，鎂條逐漸溶解,2MgO2,2MgO,2MgCO2,2MgOC,Mg2H= Mg2H2,歸納總結(jié),(1)海水提鎂 海水提鎂的方法 向海水中加堿，得到氫氧化鎂沉淀，將沉淀分離出來(lái)后再加入鹽酸使它轉(zhuǎn)變成氯化鎂；之后，經(jīng)過(guò)結(jié)晶、過(guò)濾、干燥、電解，就可得到金屬鎂。 海水提鎂的流程,提高“海水提鎂”經(jīng)濟(jì)效益的措施 以海邊的貝殼等為原料，價(jià)格低廉且取之不竭；電解產(chǎn)生的Cl2用于制鹽酸，循環(huán)使用。,(2)鎂的性質(zhì) 鎂是一種銀白色金屬，密度比較小，硬度較小，熔、沸點(diǎn)較低，具有良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。 鎂原子最外層有2個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去最外層的2個(gè)電子形成Mg2，因此Mg是活潑的金屬，具有強(qiáng)還原性，可與活潑非金屬單質(zhì)(如O2、Cl2、N2)、酸等反應(yīng)。 鎂易與空氣中的氧氣反應(yīng)形成致密的氧化膜，阻止鎂繼續(xù)被氧化，故鎂不必特殊保存。 鎂與二氧化碳反應(yīng)實(shí)質(zhì)是鎂置換出碳的反應(yīng)，也是金屬置換非金屬單質(zhì)的典型例子。 “二氧化碳不能助燃”不是絕對(duì)的，二氧化碳對(duì)絕大多數(shù)可燃物是良好的滅火劑，而對(duì)K、Ca、Na(失電子能力比Mg強(qiáng))等可燃物則是助燃劑。,例2 從海水中提取鎂，正確的方法是,答案,解析,解析 A項(xiàng)，Mg(OH)2難溶不易電解，且使用NaOH做沉淀劑不經(jīng)濟(jì)，不可行； B項(xiàng)，在海水中直接加鹽酸，海水中的MgCl2無(wú)法分離出來(lái)，不可行； C項(xiàng)，MgO熔點(diǎn)高，熔融時(shí)電解消耗的能量大，不可行； 只有D項(xiàng)經(jīng)濟(jì)可行。,易錯(cuò)警示,(1)鎂的還原性很強(qiáng)，不能用還原劑還原法制取鎂。因MgO的熔點(diǎn)比MgCl2高得多，應(yīng)用電解熔融的MgCl2制取鎂，不能用電解熔融的MgO制取鎂。 (2)往海水中加入的堿應(yīng)是石灰乳Ca(OH)2而不是NaOH，因石灰乳可由海邊貝殼來(lái)制取，比NaOH廉價(jià)易得。,例3 下列有關(guān)鎂的敘述中正確的是 A.鎂條燃燒引起的火災(zāi)可用CO2撲滅 B.鎂與稀硝酸反應(yīng)放出氫氣 C.鎂質(zhì)容器可以貯存、運(yùn)輸濃硫酸 D.鎂在二氧化碳中的燃燒產(chǎn)物不只有氧化鎂,解析 鎂與二氧化碳在點(diǎn)燃條件下劇烈反應(yīng)，鎂與稀硝酸和濃硫酸在常溫下能劇烈反應(yīng)，且不能放出氫氣，故A、B、C項(xiàng)錯(cuò)誤； Mg在CO2中燃燒的產(chǎn)物中還有碳，D項(xiàng)正確。,答案,解析,易錯(cuò)警示,鉀、鈣、鈉、鎂等活潑金屬著火時(shí)，不能用泡沫滅火器(產(chǎn)生CO2)滅火；鎂與氧化性酸(硝酸和濃硫酸)反應(yīng)不生成氫氣；鎂在高溫條件也可與水蒸氣反應(yīng)；鎂在空氣中燃燒除與氧氣反應(yīng)外，還發(fā)生反應(yīng)N23MgMg3 N2(微量)，2MgCO2 2MgOC(微量)。,解析 根據(jù)海水提鎂步驟可知涉及的反應(yīng)有：CaCO3 CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2，MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2，Mg(OH)22HCl= MgCl22H2O，MgCl26H2O MgCl26H2O；MgCl2(熔融) Mg Cl2。為分解反應(yīng)、化合反應(yīng)，為復(fù)分解反應(yīng)，為復(fù)分解反應(yīng)，為分解反應(yīng)，為分解反應(yīng)。沒(méi)有涉及到置換反應(yīng)。,例4 某工廠采用如下步驟從海水中提取鎂：把貝殼制成石灰乳；在引入的海水中加入石灰乳，沉降，過(guò)濾，洗滌；將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶，過(guò)濾，得到含結(jié)晶水的晶體；將所得晶體在一定條件下加熱得到無(wú)水氯化鎂；電解熔融氯化鎂，得到金屬鎂。 (1)請(qǐng)寫出步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_ _、_。,答案,解析,CaCO3 CaOCO2，CaO,H2O=Ca(OH)2,MgCl2(熔融) MgCl2,(2)請(qǐng)寫出步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。 (3)在以上提取鎂的過(guò)程中，沒(méi)有涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是_(填字母)。 A.分解反應(yīng) B.化合反應(yīng) C.復(fù)分解反應(yīng) D.置換反應(yīng) (4)上述提取鎂的流程中，在降低成本、減少污染方面做了一些工作，請(qǐng)寫出其中一點(diǎn)：_ _。,答案,Mg(OH)22H=Mg22H2O,D,電解產(chǎn)生的Cl2用于制HCl；利用貝殼分解生成的CaO制石灰乳，降低成本(任寫,一種，合理均可),規(guī)律總結(jié),海水提鎂為提高經(jīng)濟(jì)效益采用的措施：(1)就地取材。海水提鎂廠設(shè)在海邊，利用貝殼生產(chǎn)氫氧化鈣；(2)循環(huán)利用，提高原料的利用率。電解MgCl2可得Cl2，Cl2用于制取鹽酸，鹽酸再與Mg(OH)2反應(yīng)。,學(xué)習(xí)小結(jié),返回,達(dá)標(biāo)檢測(cè) DA BIAO JIAN CE,02,1,2,3,4,5,6,解析 在每升海水中含量低于1 mg的元素稱為海水中的微量元素。,1.下列元素Cl Na Br I Mg U屬于海水中的微量元素的是 A. B. C. D.,答案,解析,1,2,3,4,5,2.關(guān)于2MgCO2 2MgOC的敘述正確的是 A.CO2做還原劑 B.Mg被還原 C.Mg發(fā)生氧化反應(yīng) D.1 mol Mg參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子,解析 Mg元素化合價(jià)由02，化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，Mg做還原劑，1 mol Mg參加反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子，即2NA個(gè)電子；C元素化合價(jià)由40，發(fā)生還原反應(yīng)，CO2做氧化劑。,答案,解析,6,1,2,3,4,5,3.鎂粉在焰火、閃光彈、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 空氣 CO2 Ar H2 N2 A.和 B.和 C.和 D.和,解析 鎂蒸氣在某氣體中冷卻，則該氣體必須在高溫下不與鎂反應(yīng)，而在高溫下鎂蒸氣與N2、O2、CO2均能反應(yīng)，與Ar和H2不反應(yīng)。,答案,解析,6,1,2,3,4,5,4.由海水制取無(wú)水氯化鎂，主要有以下步驟：在一定條件下脫水干燥；加熟石灰；加鹽酸；過(guò)濾；濃縮結(jié)晶。其先后順序正確的是 A. B. C. D.,解析 由海水制取無(wú)水氯化鎂需先制得Mg(OH)2，后加鹽酸。,答案,解析,6,5.已知鎂能分別與O2、N2、CO2反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是 2MgO2 2MgO、3MgN2 Mg3N2、2MgCO2 2MgOC。把等質(zhì)量的金屬 鎂分別放在： 足量純氧氣中； 足量二氧化碳?xì)怏w中； 足量空氣中，完全燃燒后，得到的固體物質(zhì)的質(zhì)量分別對(duì)應(yīng)的是W1 g、W2 g和W3 g。以下三者的關(guān)系正確的是 A.W1W2W3 B.W3W1W2 C.W3W2W1 D.W2W1W3,1,2,3,4,5,6,答案,解析,解析 由于鎂在氧氣中燃燒只生成MgO，而鎂在二氧化碳?xì)怏w中燃燒生成MgO和C；所以W2W1。鎂在空氣中燃燒，除生成MgO外，還有少量Mg3N2，設(shè)1 mol鎂完全與O2反應(yīng)生成1 mol MgO，其固體質(zhì)量為40 g；1 mol Mg與氮?dú)馔耆磻?yīng)，生成 固體質(zhì)量為33.3 g，故在空氣中生成的固體質(zhì)量應(yīng)在40 g與33.3 g之間，所以有W1W3。綜合上述分析，得關(guān)系式為W2W1W3。,1,2,3,4,5,6,6.海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下所示：,1,2,3,4,5,解析 其成分是CaCO3，能轉(zhuǎn)化為Ca(OH)2可以提供反應(yīng)所需的堿。CaCO3 CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2。,6,答案,解析,(1)海水提鎂要用到海灘上的貝殼。貝殼的作用是_，貝殼所經(jīng)歷變化的化學(xué)方程式為_。,提供反應(yīng)所需的堿Ca(OH)2,CaCO3 CaOCO2、CaOH2O=Ca(OH)2,(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2應(yīng)怎樣除去？寫出實(shí)驗(yàn)步驟：_ _。,1,2,3,4,5,解析 根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)MgCl2Ca(OH)2=CaCl2Mg(OH)2分析可知，向Mg(OH)2沉淀中加入過(guò)量MgCl2溶液，充分?jǐn)嚢瑁^(guò)濾，沉淀用水洗滌可除去Ca(OH)2。,6,答案,解析,充分?jǐn)嚢?，過(guò)濾，沉淀用