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镁的提取及应用 教案


课题:镁的提取及应用
教学目标 (一)知识目标 1、了解镁的物理性质及其用途 2、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,对 于如何提高化工生产的经济效益有一个常识性的认识,并通过课堂讨论培养分析问 题和解决问题的能力。 3、掌握镁的化学性质,初步形成物质的结构决定物质性质的观点。 (二)能力目标 4、通过动手操作镁的化学性质的实验,锻炼

学生的实验动手能力,培养学生学习化学的 兴趣 (三)情感目标 5、了解海水的成分,认识开发利用海水这一巨大资源的重大意义,并培养学生珍惜保护 海水资源的意识。 教学重点:镁的化学性质、提取镁的化学原理 教学难点:提取镁的化学原理 教学过程: [导入]照相机时闪光灯的使用(闪光灯即为镁光灯) [板书]一、镁的化学性质 1、[复习引导] 煤在氧气中的燃烧 现象:煤在氧气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体 结论或化学方程式:2Mg + O2 2、[学生活动] 探究一:取一根除去氧化膜的镁条,点燃后插入充满 CO2 的集气瓶中。 现象: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,在集气瓶 的内壁有黑色固体附着 结论或化学方程式:2Mg + CO2 点燃 2MgO + C 3、镁条在氮气中的燃烧 反应的化学方程式:3 Mg + N2 [思考]镁在空气中燃烧的产物 4、[学生活动] 探究二: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; 现象:镁条逐渐溶解,有大量气体产生
点燃 点燃

2MgO

Mg3N2

结论或化学方程式:Mg+2HCl = MgCl2 + H2↑ 5、[学生活动] 探究四:取一小段除去氧化膜的镁条投入硫酸铜溶液中; 现象:在镁的表面上覆盖了一层红色固体 结论或化学方程式: Mg + CuSO4 = Mg SO4 + Cu 6、[学生活动] 探究三:取一小段除去氧化膜的镁条投入滴有酚酞的水中; 现象: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) 结论或化学方程式: Mg+2H2O = Mg(OH)2 ↓ + H2↑ [学生活动]书写 Na、Mg 的原子结构 [板书]二、Mg 的原子结构: [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,可见 Mg 是一种活泼 的金属,在化学反应中作强还原剂。 [板书]还原性:Mg〈 Na [学生活动]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]三、镁的物理性质 镁是 银白 色固体、密度较 小 、质地 较软 ,是 电 和 热的良导体,镁合金的硬度和 强度较大 。 [板书]四、镁的用途 1. 镁合金可用于制造火箭、导弹和飞机的部件等 2. 可制造信号弹和焰火 3. 可用于制药 4. 氧化镁是耐高温材料 [板书]五、镁的存在 [过渡]镁在高科技领域以及工业生产中有重要的作用,那么如何从海水中提取镁呢? [板书]六、镁的提取 [思考](1)海水是一种混合溶液,其中主要含有哪些离子? (2)结合海水资源的特点,我们从海水中提取镁到底有没有实际意义?在提取过 程中又可能会面临怎样的困难? [交流与讨论] 1、如何实现 Mg
2+

的富集和分离?
2+

[讲述]可以加入一种试剂使 Mg 沉淀 2、是不是直接往海水中加沉淀剂? [讲述]不是,因为海水中的 Mg 的浓度很小,直接加沉淀剂不利于 Mg2+ 的沉淀,而且会
2+

增大沉淀剂的用量,我们可以先将海水浓缩,再加沉淀剂 3、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? [讲述] [交流与讨论] 1、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? [讲述]用石灰乳代替石灰水 2、请设计由 Mg(OH)2 到 Mg 的可能途径。 [交流与讨论] 投影学生设计的不同途径, 点评可行性,并思考下面问题 3、4。 3、如何制得无水 MgCl2 ? [讲述]先加盐酸反应,再浓缩得 MgCl2?6H2O 晶体,然后再将 MgCl2?6H2O 晶体在 HCl 气氛中 加热脱水即可得无水 MgCl2 4、由 MgCl2 到 Mg 究竟用还原法还是电解法好? [讲述]由于镁本身比较活泼,用还原法比较困难,工业上常用电解熔融的氯化镁得到镁 [学生阅读]教材 P55 图 2-15 从海水中提取镁的流程 [思考] 电解产生的 Cl2 怎么处理? [讲述]可以工业上循环利用 Cl2, 这样既可以节约资源又可以减轻 Cl2 任意排放对环境造成 的污染。 [练习]根据讨论,在下列方框中填入合适的物质的化学式完成工业上用海水提镁的工艺流 程,并写出 a、b、c 三个步骤的化学方程式: 贝壳 ???? ? 生石灰→石灰乳 ↓b 海水
浓缩 ??? ? 母液 过滤 盐酸,浓缩 ??? ? Mg(OH)2 ????? ? MgCl2?6H2O

MgCl2 贝壳(CaCO3)→ CaO → Ca(OH)2 → Mg(OH)2

a、煅烧

脱水 c、电解 ??? ? MgCl2 ???? ? Mg

a b

; ;

c [总结]海水提镁的流程及镁的化学性质。 [作业]课本 P58/9 习题:



1、分析镁在空气中的燃烧产物,肯定不存在的物质是( C ) A、C B、 MgO C、MgCO3 D、Mg3N2 2、海水中含的 MgCl2 是 Mg 的重要来源之一,从海水中提镁,可按如下步骤进行: (1)将贝壳制成石灰乳 (2)在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物 (3)将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物 (4 将产物熔融后电解 关于提取镁,下列说法中不正确的是( D ) A、此法的优点之一是原料来源丰富 B、 进行(1) 、 (2) 、 (3)步的目的是从海水中提取 MgCl2 C、 第四步会产生氯气 D、以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反应 [解析]无置换反应 为什么镁有这么多这么广这么重要的用途? 阅读(文)P56 镁是一种重要的金属材料,密度较小(1.74 g· cm- ) 。镁能与铜、铝、锡、锰、钛 等形成许多合金(约含镁 80%) 。虽然镁合金的密度只有 1.8 g· cm- 左右,但硬度和强 度都较大, 因此被大量用于制造火箭、 导弹和飞机的部件等。 由于镁燃烧发出耀眼的白光, 因此常用来制造信号弹和焰火。氧化镁的熔点高达 2800℃,是优质的耐高温材料。 那么镁主要存在在哪里? 那么镁如何大规模生产提取呢?
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