高中化学3.4.1海水中的元素海水提镁学案鲁科版必修1

1第4节海水中的元素第1课时海水中的元素海水提镁学习目标定位：1.了解海水中微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值，认识到综合开发利用海水资源的重要意义。2.通过观察思考，交流研讨等教学活动，认识镁单质的还原性和重要用途。知识点一海水——元素宝库【探究活动】海洋占地球面积的70%以上，海水中含有很多物质，它是人类的资源宝库，海水不能直接饮用。看来，海水中除了含有氢、氧元素外，一定还含有其他元素。那么，海水中还含有哪些元素呢？它们在海水中的含量如何？仔细阅读教材1．分类(1)常量元素：每升海水中的含量大于______的元素。海水中共含_______________这11种常量元素，大部分以____的形式存在。(2)微量元素：每升海水中的含量低于________的元素。海水中含有________等微量元素。2．几种元素的主要用途(1)食盐：常用________，对人体的__________和__________有重要作用，也是____________的原料。(2)锂：____________的重要材料之一，也是制造________和____________的原料。(3)碘：可用于制药，如碘酒，人缺碘容易形成__________，所以我国规定食盐中必须加入________以确保人体的摄碘量。(4)铀：可作为________。问题思考有人说：“微量元素即在海水中储量很少的元素”，你认为该说法正确吗？为什么？【学以致用】1．下列元素属于海水中的常量元素的是()①H②O③Na④Cl⑤Li⑥I⑦U(铀)⑧Ca⑨K⑩Br⑪FA．①②③④⑧⑨⑩⑪B．③④⑧⑨⑩⑪C．①②③④⑥⑧⑨⑩⑪D．③④⑥⑧⑨⑩⑪2．医生建议患甲状腺肿大的病人多食海带，这是由于海带中含有较丰富的()A．碘元素B．铁元素C．钠元素D．钾元素知识点二海水提镁【探究活动】海水提镁的生产流程可表示为：2(1)海水提取镁的最基本方法是往海水中加______，得到________沉淀，将沉淀分离出来后再加入______把它变成________；之后，经过结晶、________、干燥、______，就可得到金属镁。(2)海水提镁要用到海滩上的贝壳。那么，贝壳在生产流程中起什么作用？其主要成分发生了怎样的化学变化？(3)从海水中的Mg2＋到金属镁，经历了哪些化学变化？(4)在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？这对你有什么启示？【学以致用】3．下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据：物质氧化镁氯化镁熔点/℃2852714沸点/℃36001412请参考以上数据分析，从海水中提取镁，正确的方法是()A．海水――→NaOHMg(OH)2――→电解MgB．海水――→HClMgCl2溶液―→MgCl2晶体――→电解MgC．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→灼烧MgO――→电解MgD．海水――→石灰乳Mg(OH)2――→HClMgCl2溶液―→MgCl2(熔融)――→电解Mg4．海水是镁的主要来源之一，从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳(主要成分是碳酸钙)煅烧成生石灰；②在引有海水的渠中加入生石灰，经过沉降，然后过滤得沉淀物；③将沉淀物与稀盐酸反应，然后结晶、过滤、干燥；④电解熔融盐获得产物。根据上述提取镁的全过程，没有涉及到的反应类型是()A．分解反应B．化合反应C．置换反应D．复分解反应知识点三镁的性质【探究活动】1．取一段镁条，观察它的颜色。用砂纸把表面的氧化膜擦净，观察金属镁的颜色和光3泽，用坩埚钳夹住镁条，点燃。实验现象：_____________________________________________________________________________。化学方程式：___________________________________________________________。2．把点燃的镁条放入盛有二氧化碳气体的集气瓶里(集气瓶底部要放一些细沙，如图)，观察现象。实验现象：____________________________________________________________________________________________________________________________________。实验结论：_________________________________________________________________________。化学方程式：____________________________________________________________。问题讨论：集气瓶底要放一些细沙的作用是什么？________________________________________________________________________。3．问题讨论通过镁与二氧化碳的反应，你对“CO2不支持燃烧”的说法，有什么新的认识？4．由以上实验和分析归纳镁的性质如下：(1)物理性质镁是____白色金属，密度________，熔、沸点______。(2)化学性质——活泼金属【学以致用】5．将燃着的镁条插入下列气体中，镁条不能继续燃烧的是()A．O2B．Cl2C．CO2D．Ar6．已知镁能在O2、N2、CO2中燃烧生成相应的化合物。试回答：(1)镁在空气中燃烧，除发生反应N2＋3Mg=====点燃Mg3N2外，还能发生其他反应，写出反应的化学方程式____________________________________________________________。(2)镁条在氧气中燃烧时看到的现象是____________________________________________________________。4(3)有同学认为空气中氮气含量最大，所以产物中氮化镁含量最大。事实上是这样吗？为什么？________________________________________________________________________(4)通过镁在空气中燃烧这一事实，你对燃烧这一概念，有何新的认识？________________________________________________________________________(5)如果等质量的镁分别在足量氧气、氮气、二氧化碳中燃烧，燃烧后固体的质量分别为m1、m2、m3，则它们的大小顺序为________。1．海水提镁的原理和流程(1)原理：镁的还原性很强，很难找到更强的合适的还原剂将镁从镁的化合物中还原出来，工业制镁时一般采用电解熔融盐的方法制取。(2)原料：苦卤(晒盐后的母液)、贝壳、盐酸(3)流程：①碱的制取需要的碱取自海边丰富的贝壳(主要成分：CaCO3)，CaCO3分解后产生的CaO再与水反应即得碱，其反应的化学方程式：CaCO3=====高温CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2。②MgCl2固体的制取MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋H2O。③Mg的制取电解熔融的MgCl2固体即得到金属镁：MgCl2=====通电Mg＋Cl2↑。2．镁及其化合物的主要性质5第4节海水中的元素第1课时海水中的元素海水提镁知识点一探究活动1．(1)1mgNa、Cl、Mg、S、Ca、K、C、Sr、Br、B、F盐(2)1mgLi、I2．(1)调味品血液循环新陈代谢氯碱工业(2)热核反应锂电池特种合金(3)甲状腺肿瘤碘酸钾(4)核燃料不正确。微量元素是指每升海水中含量低于1mg的元素，这些元素含量虽然低，但由于海水的总量很大，因此微量元素的总储量也很大。学以致用1．B[海水中的H、O元素最多，但不属于常量元素，常量元素指的是Cl、Na、Mg、S、K、Ca、Sr、Br、B、F、C这11种元素，而Li、I、U属于海水中的微量元素。]2．A[人体中的碘主要存在于甲状腺里，如果缺碘会形成甲状腺肿瘤，即我们常说的大脖子病。]知识点二探究活动(1)碱氢氧化镁盐酸氯化镁过滤电解(2)贝壳的作用是作为制备碱的基础原料，其主要成分发生的化学变化为：CaCO3=====高温CaO＋CO2↑。(3)MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMgCl2(熔6融)=====电解Mg＋Cl2↑。(4)提高经济效益的措施，一是在主要原料地(靠海处)建厂，二是同时建造盐酸厂，充分利用电解氯化镁的副产物——氯气。这给我们的启示是，设计工业生产要从整体出发，对各个生产要素和环境保护进行综合设计，既要提高综合经济效益，又要保护环境。学以致用3．D[本题要求学生既要知道镁是由电解熔融的MgCl2得到，还要知道实际生产中从海水提取MgCl2的途径及原料的合理使用(用石灰乳而不用NaOH)。]4．C[所涉及的反应有：(1)CaCO3=====高温CaO＋CO2↑CaO＋H2O===Ca(OH)2(2)MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2(3)Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O(4)MgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑。]知识点三探究活动1．剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热2Mg＋O2=====点燃2MgO2．镁条继续剧烈燃烧，发出耀眼的白光，伴有白烟，生成白色粉末，在瓶的内壁还有黑色的物质附着在点燃(或高温)条件下，镁与二氧化碳反应2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C防止反应产生的高温固体落下使集气瓶炸裂3．“CO2不支持燃烧”的说法是相对的，是不全面的。CO2对绝大多数可燃物来说是良好的灭火剂，而对镁等还原性很强的还原剂(如K、Ca、Na等)却是助燃剂。4．(1)银较小较低(2)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑2Mg＋O2=====点燃2MgO剧烈燿眼的白光2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C剧烈燿眼的白光学以致用5．D[镁有强还原性，与O2、Cl2、CO2都能反应，但与稀有气体Ar不反应。]6．(1)2Mg＋O2=====点燃2MgO,2Mg＋CO2=====点燃2MgO＋C(2)剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成大量白烟(3)不是，因为氮气比氧气稳定(4)燃烧不一定有氧气参加(5)m3＞m1＞m2解析镁是较活泼金属，镁在空气中燃烧，产物较复杂。但产物中MgO最多，这是由氧气最活泼所致。燃烧是剧烈的发热发光的氧化还原反应，不一定有氧气参加。由反应方程式知，24g镁与O2反应，质量增加16g，与N2反应，质量增大283g，与CO2反应，质量增大22g，故有m3＞m1＞m2。