高中化学鲁科版必修1第4节 海水中的化学元素教案及反思

第4节　海水中的元素

课时1　海水中的元素　海水提镁

目标与素养：1.了解海水中微量元素的存在和应用，认识海洋对人类的重要性。(宏观辨识)2.掌握镁及其重要化合物的主要性质及应用，掌握如何从海水中提取镁。(变化观念)

一、海水——元素宝库

1．常量元素

在每升海水里，含量大于1 mg的元素共有11种，分别是Cl、Na、Mg、S、Ca、K、C、Sr、Br、B、F(写元素符号)，主要以盐的形式存在，在这些盐中，NaCl占80%以上。

2．微量元素及其作用

在每升海水里，含量低于1 mg的元素称为海水中的微量元素。如锂：热核反应的重要材料之一；铀：可作为核燃料；碘：用于制药，如碘酒，人缺碘易患甲状腺肿瘤，我国政府规定食盐中加入碘酸钾。

二、镁与海水提镁

1．镁的提取

(1)生产流程

(2)主要化学反应

①Mg(OH)2的生成(写离子方程式)：

Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。

②MgCl2的生成(写化学方程式)：

Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。

③镁的制取：MgCl2Mg＋Cl2↑。

2．镁的性质

(1)物理性质

(2)化学性质(写出下列反应的化学方程式或离子方程式)

微点拨：镁在空气中燃烧会得到MgO、Mg3N2的混合物。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)微量元素含量太小，无多大用途。    (　　)

(2)有80多种元素能在海水中找到，海水被称为“化学元素的宝库”。    (　　)

(3)微量元素铀可做核燃料，人们越来越重视对海水提铀的研究。

  (　　)

(4)镁是一种活泼金属，所以镁不耐腐蚀。 (　　)

(5)CO2是一种灭火剂，所以CO2不能支持燃烧。 (　　)

[答案]　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×

2．下列元素属于海水中的常量元素的是(　　)

①H　②O　③Na　④Cl　⑤Li　⑥I　⑦Au(金)　⑧Ca　⑨K　⑩Br　⑪F

A．①②③④⑧⑨⑩⑪　　　 B．③④⑧⑨⑩⑪

C．③④⑥⑦⑧⑨⑩⑪   D．③④⑤⑥⑧⑨⑩⑪

[答案]　B

3．正在燃烧的镁条，放入下列气体中时，不能继续燃烧的是(　　)

A．CO2　　　 B．Cl2 

C．O2　   D．He

[答案]　D

1.海水提镁的生产流程

2．海水提镁的注意事项

(1)海水提镁的过程中除去MgCl2·6H2O中的结晶水需要在HCl气流中，主要是为了得到纯净的氯化镁。

(2)镁的还原性很强，所以不能用金属置换法来制取，只能用电解熔融氯化镁的方式来制取。

【典例】　海水中含氯化镁，是镁和氯气的重要来源之一，从海水中提取镁，可按如下步骤进行：

①把贝壳制成石灰乳；

②在引入的海水中加入石灰乳反应，沉降、过滤、洗涤沉淀；

③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤、干燥产物；

④将得到的产物熔融后电解。

下列关于提取镁的说法不正确的是(　　)

A．此法的优点之一是原料来源丰富

B．进行步骤①②③的目的是从海水中提取氯化镁

C．以上提取镁的过程中没有涉及氧化还原反应

D．第④步电解时产生的氯气可用于制取盐酸循环利用

C　[步骤①②的目的是得到氢氧化镁；在提取镁的过程中贝壳的煅烧、氧化钙与水反应、氢氧化钙与氯化镁反应均没有元素的化合价变化，属于非氧化还原反应，而电解熔融氯化镁生成镁、氯气的反应是氧化还原反应。]

海水提镁过程中可以采取什么措施来提高经济效益？

[答案]　(1)就地取材。海水提镁厂设在海边，利用贝壳生产氧化钙；

(2)循环利用，提高原料的利用率，电解MgCl2可得Cl2，Cl2用于制取盐酸，盐酸再与Mg(OH)2反应。

海水中含有氯化镁，是镁的重要来源之一。下列从海水中提取镁涉及的化学方程式中，不正确的是(　　)

A．制石灰乳：CaO＋H2O===Ca(OH)2

B．制Mg(OH)2：MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2

C．制MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O

D．制Mg，在MgCl2溶液中加入Na：MgCl2＋2Na===2NaCl＋Mg

[答案]　D

1．下列关于海水资源的说法不正确的是(　　)

A．海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等

B．从海水中可以提取铀等核原料

C．海水中的溴、氟等元素均为微量元素，但仍有提取的价值

D．海水中金的储存量约为陆地的170倍，但海水中它的富集程度却很低

C　[溴、氟为海水中的常量元素，C项错误。]

2．许多国家十分重视海水资源的综合利用。下列不需要化学变化就能够从海水中获得的物质是(　　)

A．氯、溴、碘　　　　　　 

B．钠、镁、铝

C．烧碱、氢气   

D．食盐、淡水

D　[海水中不含氯、溴、碘、钠、镁、氢气等单质以及烧碱，必须通过化学变化从海水中获得，食盐可通过蒸发结晶得到，淡水可通过蒸馏得到。]

3．下列有关镁的叙述中，正确的是(　　)

A．镁条燃烧引起的火灾可用CO2扑灭

B．镁不能与盐酸反应

C．镁制容器可以贮存、运输浓硫酸

D．镁在CO2中燃烧的产物不全为MgO

D　[Mg可与CO2、盐酸、H2SO4反应，故A、B、C项错误；Mg在CO2中燃烧的产物还有C，D项正确。]

4．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是(　　)

A．②④⑤③①   B．③②④①⑤

C．③④②⑤①   D．②④③⑤①

[答案]　D

5．取一段5 cm长的镁条，用砂纸擦亮，然后用坩埚钳夹着在酒精灯上点燃后，伸入盛满CO2的集气瓶中。

请你完成下列空白：

(1)用砂纸擦亮镁条的目的是                            。

(2)将镁条伸入集气瓶中发生反应的化学方程式是          ，该反应的还原剂是        ，镁体现了        性(填“氧化”或“还原”)。

(3)在上述反应中，转移0.2 mol电子时，消耗标准状况下的CO2的体积是        。

[答案]　(1)除去镁条表面的氧化膜(MgO)

(2)2Mg＋CO22MgO＋C　Mg　还原　(3)1.12 L