考點(diǎn)11鎂的提取及應(yīng)用知識(shí)條目必考要求加試要求鎂的物理性質(zhì)及用途aa鎂的化學(xué)性質(zhì)(跟非金屬、酸、某些氧化物的反應(yīng))bc鎂的生產(chǎn)原理ab一、鎂的性質(zhì)1物理性質(zhì)：具有銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點(diǎn)較低，有良好的導(dǎo)電、傳熱和延展性。2化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬反應(yīng)(2)與CO2反應(yīng)：2MgCO22MgOC(劇烈燃燒，生成白色粉末和黑色固體)(3)與H2O反應(yīng)：Mg2H2OMg(OH)2H2(4)與H反應(yīng)：Mg2H=Mg2H2(5)與CuSO4反應(yīng)：MgCuSO4=CuMgSO4(6)與NH4Cl溶液反應(yīng)：Mg2NH4Cl=MgCl22NH3H2二、從海水中提取鎂的原理與方法1鎂的存在：自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式存在于地殼和海水中，海水中鎂的總儲(chǔ)量約為1.81015t。2流程3提取過(guò)程中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式(1)貝殼煅燒成生石灰：CaCO3CaOCO2；(2)生石灰制成石灰乳：CaOH2O=Ca(OH)2；(3)石灰乳加入海水沉淀池中得到氫氧化鎂沉淀(寫離子方程式)：Ca(OH)2Mg2=Mg(OH)2Ca2；(4)氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)(寫離子方程式)：Mg(OH)22H=Mg22H2O；(5)六水合氯化鎂晶體在氯化氫氣流中加熱生成無(wú)水氯化鎂：MgCl26H2OMgCl26H2O；(6)電解熔融的氯化鎂得到金屬鎂：MgCl2MgCl2。三、鎂的用途1鎂是一種重要的金屬材料。許多密度只有1.8gcm3左右的鎂合金，其硬度和強(qiáng)度都較大，大量用于制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件等。2由于鎂燃燒時(shí)發(fā)出耀眼的白光，因此常用來(lái)制造信號(hào)彈和焰火。3氧化鎂的熔點(diǎn)高達(dá)2800，是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料?！纠?】下列有關(guān)鎂的敘述正確的是()A鎂條燃燒引起的火災(zāi)可用干粉滅火器撲滅B鎂不能與濃硝酸反應(yīng)C鎂制容器可以貯存、運(yùn)輸濃硫酸D鎂在CO2中燃燒的產(chǎn)物中含有單質(zhì)【解析】A干粉滅火器利用壓縮的二氧化碳吹出白色干粉來(lái)滅火，而鎂能與二氧化碳反應(yīng)，故不能用來(lái)滅火；B.鎂是活潑金屬，可以與濃硝酸反應(yīng)；C.濃硫酸不能使鎂鈍化，故鎂制容器不可以貯存、運(yùn)輸濃硫酸；D.鎂與CO2反應(yīng)生成氧化鎂和碳，產(chǎn)物有單質(zhì)?！敬鸢浮緿【提煉】鎂的化學(xué)性質(zhì)：能與酸反應(yīng)，能和二氧化碳反應(yīng)?！纠?】從海水中提取鎂，可按如下步驟進(jìn)行：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、洗滌沉淀物；將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過(guò)濾、干燥產(chǎn)物；將產(chǎn)物熔融后電解。關(guān)于提取鎂的下列說(shuō)法中，不正確的是()A此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富B進(jìn)行步驟的目的是從海水中提取MgCl2C以上提取鎂的過(guò)程中沒(méi)有涉及氧化還原反應(yīng)D步驟電解時(shí)，產(chǎn)生的氯氣可用于制取鹽酸，循環(huán)利用【解析】海水資源豐富，海水中含有大量的鎂元素，故A正確；經(jīng)過(guò)步驟可得到MgCl2，故B正確；第步電解熔融氯化鎂，產(chǎn)物為鎂和氯氣，MgCl2MgCl2，是氧化還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；電解產(chǎn)生的氯氣循環(huán)利用，可用于制取鹽酸，正確?！敬鸢浮緾【提煉】本題主要考查了從海水中提取鎂的過(guò)程中所涉及的化學(xué)反應(yīng)原理。貝殼的主要成分為CaCO3，加熱分解生成CaO，CaO和水發(fā)生化合反應(yīng)生成Ca(OH)2，與MgCl2發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Mg(OH)2，再與鹽酸反應(yīng)生成MgCl2，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂。涉及分解、化合、復(fù)分解反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)?！纠?】2.4g金屬鎂在盛有bLCO2和O2的混合氣體的密閉容器中燃燒。反應(yīng)后容器內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量不可能為()A3.2gB4.0gC4.2gD4.6g【解析】如果0.1molMg全部與O2反應(yīng)，質(zhì)量為4.0g，如果0.1molMg全部與CO2反應(yīng)，生成0.1molMgO和0.05molC，其總質(zhì)量為4.6g。由于Mg不可能全部只與CO2反應(yīng)，所以固體物質(zhì)的質(zhì)量一定小于4.6g，而鎂條并不一定完全燃燒，所以質(zhì)量可能小于4.0g?！敬鸢浮緿【提煉】鎂條燃燒的增重規(guī)律和計(jì)算方法鎂條可以在氧氣、空氣、氮?dú)?、二氧化碳、氯氣等多種氣體中燃燒。依據(jù)化學(xué)方程式分析鎂條燃燒后的質(zhì)量增加問(wèn)題，以0.1molMg完全燃燒為例：氣體質(zhì)量增重O21.6N20.93空氣0.93m1.6CO22.2Cl27.1鎂條在混合氣體中燃燒的質(zhì)量增加問(wèn)題，用極端假設(shè)法分析：假設(shè)鎂全部與氣體A或氣體B反應(yīng)，或假設(shè)氣體全部是A或全部是B，得出兩個(gè)質(zhì)量增量m1和m2，則實(shí)際增量介于兩者之間?！纠?】目前世界上60%的鎂是從海水中提取的，如圖是某工廠從海水中提取鎂的主要步驟。學(xué)生就這個(gè)課題展開(kāi)了討論。(一)在海水提取鎂的過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂離子的富集，有三個(gè)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)。學(xué)生甲的觀點(diǎn)：直接往海水中加入沉淀劑。學(xué)生乙的觀點(diǎn)：高溫加熱蒸發(fā)海水后，再加入沉淀劑。學(xué)生丙的觀點(diǎn)：利用曬鹽后的苦鹵水，再加入沉淀劑。通過(guò)分析比較你認(rèn)為學(xué)生_的觀點(diǎn)正確(填學(xué)生序號(hào))，簡(jiǎn)述理由：_。(二)在海水提取鎂的過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂離子的分離？(1)為了使鎂離子沉淀下來(lái)，并充分利用當(dāng)?shù)氐呢悮?主要成分為碳酸鈣)資源，加入的足量試劑是_(填化學(xué)式)。(2)加入試劑后，能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是_(填標(biāo)號(hào)字母)。A蒸餾B過(guò)濾C萃取D分液(3)加入的足量試劑是_(填化學(xué)式)。(4)寫出由無(wú)水MgCl2制取金屬鎂的化學(xué)方程式：_?！窘馕觥?一)學(xué)生甲與其他觀點(diǎn)相比，海水中鎂離子濃度小，使用沉淀劑的量較大，且不利于收集氫氧化鎂，因此學(xué)生甲的觀點(diǎn)不正確，學(xué)生乙與其他觀點(diǎn)相比，高溫蒸發(fā)海水，消耗的能源多，成本太高；學(xué)生丙與學(xué)生乙相比，利用曬鹽后的苦鹵，節(jié)約能源，成本低；與學(xué)生甲相比鎂離子濃度高，有利于鎂元素的富集，因此學(xué)生丙的觀點(diǎn)正確。(二)(1)因碳酸鈣高溫分解得到氧化鈣，氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣能與氯化鎂反應(yīng)生成氫氧化鎂；(2)因Mg(OH)2不溶于水，可用過(guò)濾的方法進(jìn)行分離；(3)要使氫氧化鎂轉(zhuǎn)化為氯化鎂，則需要加入鹽酸反應(yīng)，即試劑是鹽酸；(3)工業(yè)制取鎂時(shí)，電解熔融狀態(tài)的氯化鎂，生成鎂和氯氣。【答案】(一)丙鎂離子富集濃度高；能源消耗小，成本低(二)(1)Ca(OH)2(或CaO)(2)B(3)HCl(4)MgCl2(熔融)MgCl2【提煉】實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，除了要考慮反應(yīng)原理外，能源消耗、經(jīng)濟(jì)成本也是要重點(diǎn)考慮的一個(gè)問(wèn)題。綜合各方面，選擇最佳方案?！纠?】取鈉鎂合金7.0g進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：(1)寫出Mg在CO2中燃燒的化學(xué)方程式：_。(2)向溶液1中加過(guò)量的NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)寫出合金的化學(xué)組成為_(kāi)?！窘馕觥?1)Mg在CO2中燃燒生成氧化鎂和單質(zhì)碳。(2)向溶液1中加過(guò)量的NaOH溶液，首先發(fā)生氫離子與氫氧根離子的反應(yīng)，再發(fā)生鎂離子與氫氧根離子的反應(yīng)生成氫氧化鎂，離子方程式分別為HOH=H2O、Mg22OH=Mg(OH)2；(3)設(shè)鈉的物質(zhì)的量為xmol，鎂的物質(zhì)的量為ymol,23x24y7,1/2xy0.2，解得x0.2，y0.1。則合金的化學(xué)組成為Na2Mg。【答案】(1)2MgCO22MgOC(2)HOH=H2O、Mg22OH=Mg(OH)2(3)Na2Mg【提煉】本題考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)、質(zhì)量守恒定律的應(yīng)用。在化學(xué)計(jì)算中，要善于用列方程的方法來(lái)解決問(wèn)題。