镁的提取及应用

课题：专题2 从海水中获得的化学物质　　

第二单元 钠、镁及其化合物　　

 镁的提取及应用　　

一、教学目标：　　

(一)知识技能：了解镁的提取及物理性质，掌握镁的原子结构和化学性质。　　

(二)过程方法：通过交流与讨论，理解海水提镁的原理与过程，了解化学实验与化工生产的区别。通过实验探究培养学生观察能力、分析问题和解决问题的能力。　　

(三)情感态度与价值观：通过介绍镁的提取，培养学生勇于探索的科学精神和严格求实的科学态度。通过镁在二氧化碳气体中燃烧的实验，提高化学学习兴趣。　　

二、教学难、重点： 　　

重点：提取镁的化学原理，镁的化学性质　　

难点：提取镁的化学原理　　

三、教学工具　　

仪器：试管   坩埚钳   酒精灯   火柴   砂纸　　

药品：镁条   盐酸   水   酚酞    一集气瓶CO₂　　

四、教学方法：　　

设疑讨论、实验探究、归纳总结　　

五、课时安排：　　

    一课时　　

六、教学过程：　　

[引入]海水中含有大量的镁离子，镁及其合金的用途十分广泛，我们这节课就来探索如何从海水中提取镁。　　

[板书]一、镁的提取　　

[思考]海水中含有大量的NaCl、MgCl₂、CaCl₂、KCl等氯化物，但每千克海水中氯化镁只含约　5.11g　，如果直接从氯化镁中提取到镁有无实际意义，如何解决面临的困难？　　

[讨论]数据分析海水中的Mg²⁺ 的浓度很小，必须让海水中镁离子的富集。可以加入一种试剂使Mg²⁺ 沉淀，如氢氧化钠、氢氧化钙等．　　

[追问]是不是直接往海水中加沉淀剂？　　

[讲述]不是，因为海水中的Mg²⁺ 的浓度很小，直接加沉淀剂不利于Mg²⁺ 的沉淀，而且会增大沉淀剂的用量，我们可以先将海水浓缩，再加沉淀剂。　　

[追问]从综合角度考虑选用哪种试剂作沉淀剂好？为什么？　　

[讲述]因为海边有丰富的贝壳，可用来制得Ca(OH)₂ ，从原料来源以及经济等综合角度考虑选用Ca(OH)₂试剂作沉淀剂好。　　

[思考]如何由贝壳制得氢氧化钙？写出化学方程式。　　

[讲述]贝壳(CaCO₃)→CaO→Ca(OH)₂   　　

[投影]教材P55图2-15从海水中提取镁的流程。　　

[提问]由MgCl₂ 到Mg究竟用还原法还是电解法好？　　

[启发]回顾工业如何获得金属钠。　　

[讲述]由于镁本身比较活泼，用还原法比较困难，工业上常使用电解熔融的氯化镁得到镁。　　

[练习] 请一位同学演板从海水中提取镁的过程中所涉及的化学方程式，其他同学在草稿纸上书写。与学生一起看同学写的正确与否，当堂评判。　　

      （1） MgCl₂ + Ca(OH)₂ == Mg(OH)₂ ↓+ CaCl₂　　

（2） Mg(OH)₂ + 2HCl == MgCl₂ + 2H₂0　　

                   　       Δ　　

（3） MgCl₂ · 6H₂O == MgCl₂ + 6H₂O　　

电解　　

（4） MgCl₂  === Mg + Cl₂↑　　

↑　　

[过渡]镁是我们熟悉的金属，在高科技领域以及工业生产中有重要的作用，那么镁具有哪些性质呢？　　

[展示]观察触摸一根擦亮的镁条并结合生活实际，总结镁的物理性质。　　

[板书]二、镁的物理性质　　

镁是银白色固体、密度较小 、质地柔软 ，是电和热的良导体，镁合金的硬度和强度较大 。　　

要求学生书写Mg的原子结构，并预测Mg的化学性质。　　

[讲述] Mg原子的最外层只有两个电子，很容易失去，结构决定性质，我们可以预测Mg是一种活泼的金属。　　

[板书] 三、镁的化学性质　　

[探究]　　

实验内容	实验现象	结论或化学方程式
1、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。	镁条逐渐溶解，有大量气体产生	Mg+2HCl == MgCl2+H2↑
2、取一小段除去氧化膜的镁条投入滴有酚酞的水中。	有气体产生，滴有酚酞的水溶液变红(但比钠与水反应缓和得多）	Mg+2H2O == Mg(OH)2+H2↑
3、一根除去氧化膜的镁条，点燃后插入充满CO2的集气瓶中。	燃着的镁条在CO2中继续燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体	点燃　　 2Mg + CO2  == 2MgO+C

[讲述]镁条不仅能在二氧化碳中燃烧，在氮气中也能燃烧。　　

点燃　　

反应的化学方程式：3 Mg +N₂ ＝ Mg₃N₂

[小结]镁容易失去最外层的2个电子形成Mg²⁺，是一种比较活泼的金属，可以和某些非金属单质、氧化物、酸等反应。　　

[练习]分析镁在空气中的燃烧产物，肯定不存在的物质是（   ）　　

  A、C      B、 MgO     C、MgCO₃      D、Mg₃N₂

[总结]这节课我们重点讨论了海水提取镁的步骤及镁的化学性质，通过对实验现象的观察和分析，很好地锻炼了大家的观察能力与思维能力。

[作业]练习与实践7　　

七、板书设计　　

镁的提取及应用　　

一、镁的提取　　

（1） MgCl₂ + Ca(OH)₂ == Mg(OH)₂ ↓+ CaCl₂　　

（2） Mg(OH)₂ + 2HCl == MgCl₂ + 2H₂0　　

                   　 Δ　　

（3） MgCl₂ · 6H₂O == MgCl₂ + 6H₂O　　

电解　　

（4） MgCl₂  === Mg + Cl₂↑　　

二、镁的物理性质　　

镁是银白色固体、密度较小 、质地柔软 ，是电和热的良导体，镁合金的硬度和强度较大 。　　

三、镁的化学性质　　

（1） 与非金属单质反应           点燃　　

2 Mg + O₂  ==  2MgO　　

                         点燃　　

3 Mg + N₂  ==  Mg₃N₂

（2）与酸反应           Mg +2 H⁺ == Mg²⁺+H₂↑　　

（3）与水反应           Mg+2 H₂O == Mg(OH)₂+H₂　　

点燃　　

（4）与二氧化碳反应     2 Mg + CO₂  == 2 MgO+C