高中化学必修一 课时3.5 镁及其重要化合物20202021学年精品讲义）

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镁及其重要化合物 【学习目标】1、掌握镁和镁的重要化合物的主要性质及其应用2、了解镁及其重要化合物的制备方法【主干知识梳理】一、镁的性质1、物理性质：具有银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点较低，有良好的导电、传热和延展性2、镁的结构和存在：镁的原子结构示意图为，从原子结构来看，镁原子最外层有2个电子，在化学反应中钠原子很容易失去2个电子而形成最外层为8个电子稳定结构，因此金属镁的化学性质非常活泼，表现出很强的还原性它们都是活泼的金属，在自然界中全部以化合态的形式存在 (地壳和海水中)3、化学性质(1)与非金属反应 (O2、Cl2、N2等)①与O2反应：2Mg＋O22MgO  (发出耀眼的白光)    ②与Cl2反应：Mg＋Cl2MgCl2         ③与N2反应：3Mg＋N2Mg3N2       ④与S反应：Mg＋SMgS(2)与H2O反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑  (冷水慢，沸水快)(3)与非氧化性酸(如：稀盐酸、稀硫酸)的反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑    Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑(4)与CO2反应：2Mg＋CO22MgO＋C   (剧烈燃烧，生成白色粉末和黑色固体)(5)与盐溶液反应：Mg＋CuSO4===MgSO4＋Cu  Mg＋Cu2+Mg2+＋Cu4、镁的用途镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件镁制造信号弹和焰火；冶金工业上用作还原剂和脱氧剂【微点拨】①Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火②镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg3N2)，氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀并放出氨气【即学即练1】1、正确的打“√”，错误的打“×”(1)镁表面能形成氧化膜对内部金属起保护作用，因此实验室对镁条不需要特殊保护(　　)(2)镁失火可用CO2灭火器灭火(　　)(3)2.4 g Mg在足量O2中燃烧，转移的电子数为0.1NA(　　)(4)相同质量的镁条分别在足量的CO2和O2中完全燃烧，所得固体的质量相同(　　)(5)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在N2中冷却(　　)2、镁是一种活泼的金属单质，下列关于金属镁的说法中正确的是(　　)A．镁能与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀     B．大量镁条燃烧引起的火灾不能用干冰灭火器灭火C．镁在任何条件下都不能与水反应              D．镁能在N2中燃烧，且生成MgN二、镁的重要化合物1、氧化镁(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点较高，是优良的耐火材料(2)化学性质：属于碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性①与水能缓慢反应：MgO＋H2O===Mg(OH)2  ②能与酸反应：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O(3)工业制备(煅烧碳酸镁)：MgCO3MgO＋CO2↑(4)主要用途：氧化镁熔沸点高，可制造耐火、耐高温器材2、氢氧化镁(1)物理性质：白色固体，难溶于水的中强碱，能使酚酞试液变为浅红色(2)化学性质     ①能与酸反应：Mg(OH)2＋2H+===Mg2+＋2H2O      ②热稳定性差：Mg(OH)2MgO＋H2O     ③溶解度小于碳酸镁：MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑(3)实验室制法     ①将NaOH溶液滴入MgCl2溶液中：Mg2+＋2OH—===Mg(OH)2↓②将氨水滴入MgSO4溶液中：Mg2+＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH4+【微点拨】因氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，所以锅垢的成分为碳酸钙和氢氧化镁【即学即练2】1、某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，下列说法正确的是(　　)A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体2、在MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液，现象为________，继续加入过量NaOH溶液，现象为________，涉及到的离子方程式为___________________________________________________________________三、从海水中提取镁的流程1、工艺流程   2、基本步骤及主要反应制熟石灰CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2沉淀Mg2＋Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓酸化，制备MgCl2Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O蒸发浓缩、冷却结晶析出MgCl2·6H2O脱水，制备无水MgCl2在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁电解熔融的MgCl2，制备镁MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 【微点拨】①MgCl2·6H2O加热脱水制无水氯化镁时，为了防止MgCl2水解生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解得到MgO需在HCl气流中加热②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却【即学即练3】1、已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是(　　)A．海水Mg (OH)2MgB．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)MgC．海水Mg(OH)2MgOMgD．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融 )Mg2、从海水中提取镁的工艺流程可表示如下，下列说法不正确的是(　　)A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富    B．步骤⑥电解MgCl2时阴极产生氯气C．步骤⑤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水    D．上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应【课后作业】1、镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁蒸气在某气体中冷却。下列可作为冷却气体的是(　　)①空气　②CO2　③Ar　④H2　⑤N2A．①和②      B．②和④      C．③和④       D．④和⑤2、下列说法正确的是(　　)A．MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOB．Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O可用离子方程式H＋＋OH－===H2O表示C．MgCl2溶液与氨水反应的离子方程式是：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓D．电解氯化镁溶液可以制取金属镁3、Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L，下列推断中不正确的是(　　)A．参加反应的Mg、Al共0.2 molB．参加反应的HCl为0.4 molC．Mg、Al在反应中共提供0.4 mol电子D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H24、如图所示的装置中，把X溶液逐滴滴下与Y物质反应，若X为浓硫酸，Y为第三周期金属元素中常温下与水难反应的单质。Z为品红溶液。实验中观察到Z褪色。则Y为(　　)A．Na         B．Mg           C．Al        D．Mg或Al        镁及其化合物的方程式书写练习序号反应条件化学反应方程式或离子方程式1Mg与O2反应 2Mg与Cl2反应 3Mg与N2反应 4Mg3N2 与水反应 5Mg与S反应 6Mg与H2O反应 7Mg与稀盐酸的反应 8Mg与CO2反应 9Mg与CuSO4溶液反应 10MgO与水能缓慢反应 11能与酸反应 12煅烧碳酸镁(工业制备镁) 13Mg(OH)2能与酸反应 14Mg(OH)2受热分解 15MgCO3与水反应 16将NaOH溶液滴入MgCl2溶液中 17将氨水滴入MgSO4溶液中 18电解熔融的MgCl2制备镁            镁及其化合物的方程式书写练习序号反应条件化学反应方程式或离子方程式1Mg与O2反应2Mg＋O22MgO  2Mg与Cl2反应Mg＋Cl2MgCl23Mg与N2反应3Mg＋N2Mg3N2 4Mg3N2 与水反应Mg3N2＋6H2O3Mg(OH)2＋2NH3↑ 5Mg与S反应Mg＋SMgS6Mg与H2O反应Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑ 7Mg与稀盐酸的反应Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑    Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑8Mg与CO2反应2Mg＋CO22MgO＋C  9Mg与CuSO4溶液反应Mg＋CuSO4===MgSO4＋Cu  Mg＋Cu2+Mg2+＋Cu10MgO与水能缓慢反应MgO＋H2O===Mg(OH)211能与酸反应MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O12煅烧碳酸镁(工业制备镁)MgCO3MgO＋CO2↑13Mg(OH)2能与酸反应Mg(OH)2＋2H+===Mg2+＋2H2O 14Mg(OH)2受热分解Mg(OH)2MgO＋H2O 15MgCO3与水反应MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑16将NaOH溶液滴入MgCl2溶液中Mg2+＋2OH—===Mg(OH)2↓17将氨水滴入MgSO4溶液中Mg2+＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋2NH4+18电解熔融的MgCl2制备镁MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑     【镁及其重要化合物】答案【即学即练1】1、(1)√   (2)×    (3)×  (4)×　 (5)×2、B。解析：镁不是两性金属，不能与NaOH溶液反应，故A错误；镁能在CO2中燃烧，故B正确；镁在加热条件下能与水反应生成氢氧化镁和氢气，故C错误；镁能在N2中燃烧，且生成Mg3N2，故D错误。【即学即练2】1、B。解析：浓H2SO4稀释时应将浓H2SO4加到水中，A错误；过滤时用玻璃棒引流，C错误；由于MgCl2水解，故加热蒸干MgCl2溶液时，得不到MgCl2固体。2、有白色沉淀生成　沉淀不溶解　Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓【即学即练3】1、D。解析：工业上提取镁除从理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题。A项中使用NaOH成本高，且Mg(OH)2是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解，因此不可行；B项中海水加HCl得不到MgCl2；C项中电解MgO时，由于MgO的熔点很高，耗能大，经济效益差。2、B。解析：电解MgCl2时阳极产生氯气，阴极产生Mg。【课后作业】1、C2、A3、A。解析：反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，n(H2)＝＝0.2 mol，则参加反应的n(HCl)＝n(H＋)＝0.4 mol。因为盐酸过量，故产生H2的量取决于金属的量，所以若换成过量的稀H2SO4，同样产生0.2 mol H2。依据得失电子守恒，由2H＋→H2得电子总数为0.4 mol。0.2 mol Mg在反应中提供0.4 mol电子，0.2 mol Al在反应中提供0.6 mol电子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子应大于0.4 mol而小于0.6 mol，A项不正确。4、B。解析：实验中品红溶液褪色，说明反应中有SO2产生，因为铝在常温下遇浓硫酸钝化，而钠是活泼的金属，极易与水反应，因此该金属是镁，B项正确。