专题二二 从海水中从海水中获得的化学物得的化学物质四、四、镁的提取及的提取及应用用KClCaCl2MgCl2NaCl5 -10 -15 -20 -含量g每千克海水中几种氯化物的含量每千克海水中几种氯化物的含量1、地地球球上上的的镁镁主主要要以以化化合合态态形形式式存存在在于于地地壳壳和和海海水水(MgCl(MgCl2 2) )中中，海海水水中中镁镁的的总总储储量量约约为为1.81015t。因因此此制制取取镁镁的的过过程程是是一一个个什什么么过程？过程？【问题】化合态镁化合态镁游离态镁游离态镁还原还原思考：思考：、如何、如何实现实现Mg2+ 的富集和分离？的富集和分离？可以加入一种试剂使可以加入一种试剂使Mg2+ 沉淀沉淀、是不是直接往海水中加沉淀剂？、是不是直接往海水中加沉淀剂？不是，因为海水中不是，因为海水中的的Mg2+ 的浓度很小，直的浓度很小，直接加沉淀剂不利于接加沉淀剂不利于Mg2+ 的沉淀，而且会增的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂再加沉淀剂、从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？、从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？Ca(OH)2思考：思考：1、如何由贝壳制得氢氧化钙？、如何由贝壳制得氢氧化钙？贝壳贝壳(CaCO3)煅烧煅烧CaOCa(OH)22、从沉淀效果看，澄清石灰水比氢氧化钠效果、从沉淀效果看，澄清石灰水比氢氧化钠效果差得多，如何解决这一矛盾？差得多，如何解决这一矛盾？用石灰乳代替石灰水用石灰乳代替石灰水3、请设计由、请设计由Mg(OH)2到到Mg的的可能途径。可能途径。由于镁本身比较活泼，用还原法比较由于镁本身比较活泼，用还原法比较困难，工业上常使用困难，工业上常使用电解法电解法得到镁得到镁H2O4、如何制得无水、如何制得无水MgCl2 ？思考：先加盐酸反应，再浓缩得先加盐酸反应，再浓缩得MgCl26H2O晶晶体，然后再将体，然后再将MgCl26H2O晶体在晶体在HCl气气氛中加热脱水即可得无水氛中加热脱水即可得无水MgCl2 一、镁的工业常见制法一、镁的工业常见制法电解法电解法流程：流程： 海水海水 Mg(OH)2 Mg(OH)2 过滤过滤 MgCl2溶液溶液 盐酸盐酸 HCl MgCl26H2O 蒸发蒸发结晶结晶 MgCl2 干燥干燥 Cl2 Mg 电解电解 贝壳贝壳 CaO 石灰乳石灰乳 水水 煅烧煅烧 请写出上述过程中所涉及到的化学方程式请写出上述过程中所涉及到的化学方程式思考：电解产生的思考：电解产生的Cl2怎么处理？怎么处理？Cl2电解电解1.贝壳煅烧成石灰：贝壳煅烧成石灰： CaCO3 = CaO + CO22.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.石灰乳加入海水沉淀池中得到氢氧化镁沉淀：石灰乳加入海水沉淀池中得到氢氧化镁沉淀： Ca(OH)2 + MgCl2 = Mg (OH)2 + CaCl2 4.氢氧化镁与盐酸反应氢氧化镁与盐酸反应: Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O5.电解熔融的氯化镁可以得到金属镁：电解熔融的氯化镁可以得到金属镁： MgCl2 = Mg + Cl2高温高温那些是离子反应？工业提取镁的有关反应原理：工业提取镁的有关反应原理：二、镁的性质二、镁的性质1 1、物理性质：、物理性质： 银白色固体、导电导热、密度小、硬度小银白色固体、导电导热、密度小、硬度小银白色固体、导电导热、密度小、硬度小银白色固体、导电导热、密度小、硬度小镁的性质与原子结构的关系镁的性质与原子结构的关系Mg易失易失2e-Mg2+因此：镁很活泼，可与活泼的非金属、因此：镁很活泼，可与活泼的非金属、氧化物、水、酸等物质反应氧化物、水、酸等物质反应（1）与）与O2反应反应常温：生成氧化膜常温：生成氧化膜（发生钝化）（发生钝化）点燃：点燃：2Mg+O2=2MgO发出耀眼的白光发出耀眼的白光点燃点燃（2）与其他非金属反应）与其他非金属反应Mg+Cl2=MgCl2（白色）（白色）Mg+S=MgS（白色）（白色）3Mg+N2 = Mg3N2（淡黄色）（淡黄色）点燃点燃2 2、化学性质、化学性质： 实验实验1：取一根打磨好的镁条，用坩埚钳夹：取一根打磨好的镁条，用坩埚钳夹 住，在酒精灯上点燃，伸入盛有二住，在酒精灯上点燃，伸入盛有二 氧化碳气体的集气瓶。观察现象。氧化碳气体的集气瓶。观察现象。 实验实验2：取：取2片打磨好的镁条放入一支试管，片打磨好的镁条放入一支试管， 加入少量水，滴入加入少量水，滴入2-3滴酚酞，加热滴酚酞，加热 沸。观察现象。沸。观察现象。实验实验3：取一小段除去氧化膜的镁条投入盛：取一小段除去氧化膜的镁条投入盛 有一定量稀盐酸的试管中。有一定量稀盐酸的试管中。【实验与探究实验与探究】 1、剧烈燃烧，发出耀眼的白光，伴有、剧烈燃烧，发出耀眼的白光，伴有白烟，在瓶的内壁有黑色的固体生成白烟，在瓶的内壁有黑色的固体生成现象：现象：2、镁与冷水不反应，加热发生剧烈反、镁与冷水不反应，加热发生剧烈反应，滴加酚酞溶液变为红色。应，滴加酚酞溶液变为红色。3、迅速反应，生成大量气泡，且放出、迅速反应，生成大量气泡，且放出热量，试管内壁温度升高热量，试管内壁温度升高（4）与水反应与水反应Mg+2H2O（热水）（热水）=Mg(OH)2+H2中强碱，能使酚酞变红中强碱，能使酚酞变红（3）与氧化物反应）与氧化物反应2Mg +CO2=C+2MgO 点燃点燃2Mg +SO2= S + 2MgO若若Mg过量：过量：Mg+S=MgS（4）与非氧化性酸反应：与非氧化性酸反应： （稀（稀H2SO4 稀稀HCl等）等）Mg + 2H+ = Mg2+ + H2与氧化性酸发生复杂的反应与氧化性酸发生复杂的反应(HNO3、浓、浓H2SO4)不产生不产生H2（5）与盐溶液反应与盐溶液反应(置换较不活泼的金属）置换较不活泼的金属）Mg +Cu2+ = Mg2+Cu 问题探究：问题探究：镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在某冷可少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在某冷却剂中冷却。下列可作为冷却剂的是却剂中冷却。下列可作为冷却剂的是 请说明理由请说明理由空气空气 CO2 氩气（氩气（Ar） N2 H2问题探究：问题探究：等质量的镁条分别在等质量的镁条分别在O2、CO2、N2中完全燃烧后，生成的固体的质量的大中完全燃烧后，生成的固体的质量的大小关系为小关系为 。 在空气在空气中呢？中呢？ 尽尽管管空空气气中中N2含含量量较较大大，但但是是N2的的氧氧化化性性比比O2弱，而弱，而CO2比较稳定且含量极少，因此：比较稳定且含量极少，因此： Mg在在空空气气中中的的燃燃烧烧产产物物主主要要为为MgO，含含有有极少量的极少量的Mg3N2，几乎没有，几乎没有C。 镁的用途镁的用途 1 1、镁合合金金（约含含镁80%80%）被被大大量量用用于于火火箭箭、导弹和和飞机等制造机等制造业，美名为，美名为“国防金属国防金属”。2、镁镁元元素素能能维维护护心心肌肌纤纤维维正正常常舒舒缩缩功功能能和和冠冠状状动脉弹性，有动脉弹性，有“心脏保护神心脏保护神”的美称。的美称。 3、镁可以用来制造烟火。、镁可以用来制造烟火。 4、镁还可以用来制药。、镁还可以用来制药。 5、制耐火材料（、制耐火材料（MgO）熔点高）熔点高合金：合金：金属与金属或非金属熔合在一金属与金属或非金属熔合在一起形成且有金属特性的混合物起形成且有金属特性的混合物特性：特性：硬度、强度比其组分大，熔点低于任硬度、强度比其组分大，熔点低于任何一组分何一组分镁合金仪器箱镁合金仪器箱用镁合金做车架的捷安特自行车用镁合金做车架的捷安特自行车奥迪轿车镁合金外壳奥迪轿车镁合金外壳