1、1镁的提取及应用福建师范大学化学与材料学院 07 化学专业：姚文静指导教师:许利闽一、基本说明1.教 学 内 容 所 属 模 块 ： 化 学 12.年 级 ： 高 一3.所 用 教 材 出 版 单 位 ： 江 苏 教 育 出 版 社4.所 属 的 章 节 ： 专题 2 第二单元第四课时5.教 学 时 间 ： 45 分 钟二 、 教 学 设 计 1.教 学 目 标知 识 与 技 能 :（ 1） 了解镁在生活中的用途、海水中镁的含量、镁的存在形式；（ 2） 通过对海水中提取镁的过程的讨论,掌握其中的反应原理和生产流程；（ 3） 了解镁的物理性质, 掌握镁的原子结构和化学性质,形成物质的结构决定物质
2、性质的理念。过 程 与 方 法 ：（ 1） 通过问题探究、合作讨论，获得分析问题、解决问题的能力；（ 2） 利用已学的知识，在讨论中步步深入，层层揭示问题的答案，在问题的解决过程中了解工业镁的提取过程；（ 3） 通过经历实验探究和问题讨论的过程，了解实验研究化学物质的一般方法，初步形成分析推理、综合归纳的能力。（ 4） 体验化学实验是研究和认识化学物质的重要途径。情感态度与价值观：（1）在探讨如何得到镁的过程中，解决问题，获得知识也培养了解决问题的能力，提高了兴趣；（2）了解海水中提取镁的同时增强利润意识，环保意识；（3）鉴赏化学科学对社会发展的贡献。2.内 容 分 析本课时教学重点：镁的提取
3、流程和原理、镁的化学性质。教学难点：镁的提取流程和原理。3.学 情 分 析金属镁是学生继金属钠后系统学习的又一种活泼金属。学生对于元素化合物的学习方法和金属钠及其化合物的性质的掌握，对本节课的学习做好了充分的知识和能力准备。本课时内容分为从海水中提取镁的流程和镁的性质两部分内容，本节课的整体构思是体现“从生活走进化学，从化学走向社会”。总体设计是以学生已有知识和能力为基础，教师通过创设生产、生活实际情景，设计具有一定梯度的探究问题、探究实验，学生通过自主学习和合作学习相结合，教师给予适时的指导与帮助，让学生自主获取和建构新知识。4.设 计 思 路（1）努力体现以学生为主体的教学思想。课堂进行“
4、科学探究” ，转变学生的学习方式，培养学生的自主学习能力和科学探究能力。2（2）创设问题情境，激发学习兴趣，调动学生内在的学习动力，促使学生主动探究科学的奥妙。（3）利用多媒体的直观性和可控性提高教学效果，丰富教学内容，提高课堂效率。5.板书设计镁的提取及应用一、从海水中提取镁方案 1：MgCl 2Mg(OH) 2 MgCl3 Mg方案 2：MgCl 2 Mg(OH)2 MgO Mg方案 3：MgCl 2 Mg(OH)2 MgO Mg二、镁的化学性质1、 在 空 气 中 燃 烧 ： 2Mg+O2 点 燃 2MgO 2Mg+CO2 点 燃 2MgO+C3Mg +N2 点燃 Mg3N22、与酸反应
5、：Mg + 2HCl MgCl2 + H2Mg + 2H+ Mg2+ + H23、与水反应：Mg+2H 2O Mg(OH)2+ H 2三、镁的物理性质：银白色、质软、密度小。四、镁在生活中的用途：（1）制合金（2）信号弹、焰火（3）制耐火材料五、工业上从海水中提取镁的流程：贝壳(CaCO 3)CaOCa(OH) 2MgCl 2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2+ Ca Cl 2Mg2+ Ca(OH)2 = Mg(OH)2+ Ca 2+Mg(OH) 2+ 2HCl = MgCl2 +2H2OMg(OH)2+ 2H+ = Mg2+2H2OMgCl 2 电解 Mg+ Cl2电解高温（C、H 2、
6、CO 还原）36.教 学 过 程教学环节及时间 教师活动 学生活动 设计意图引入 1.5分钟【引入】大家都知道第一架飞机是莱特兄弟发明的，那有谁知道它在空中停留了多久吗？仅为 12 秒，是什么原因使这架飞机只飞了 12 秒呢？原因是多方面的。其中一个重要原因是制造飞机的材料太重了。此后，科学家经过不断努力，研究出各种新型材料，广泛应用于飞机、火箭、汽车等国防工业，这其中大多包含一种被誉为“国防金属”的镁。思考猜测回答以提问的方式激发学生学习兴趣。突出化学科学是一门应用科学。从海水中提取镁原理 16 分钟【过渡】 既然镁及其合金有着这么广泛用途，那么我们该如何从自然界获取单质镁呢？【投影】自然界
7、中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中，海水中镁的总储存量约为 1.81015吨。【过渡】海水中蕴藏着大量的镁元素，下面我们就一起来讨论如何从海水中获得金属镁。【板书】一、从海水中提取镁【提问】镁在海水中是以镁离子的形式存在的，在工业上提取镁是否是一个氧化还原过程？ 【追问】那工业上制取镁的过程是怎样的？【提问】回忆前面学习的有关钠思考并回答思考并回答由镁的化合态还原为单质镁。思考并回答1、电解法，如电解熔融 NaCl 制取金属钠；从生活走向化学通过创设“问题情景”进行启发式教学。知识过渡，降低难度。4的制取方法，请列出你所知道的金属冶炼方法。【提出问题】镁在海水中主要是以MgCl2 的形
8、式存在，我们可以用什么方法来获得它？【活动探究】请你作为从海水中提取镁的设计师，设计出你认为可行的方案。 （前后桌四人一组）【板书】（师生共同讨论后，板书出学生设计的方案）【过渡】同学们的思维都很活跃，以上三个方案可以看出大家对于向海水中加碱实现镁离子从海水中分离提取出来这一步意见还是比较统一的。那下面我们就一起通过实验来讨论这一过程的合理性。教师巡视，及时规范学生的实验操作，引导学生观察实验现象,激发疑问并将问题做适当记录。2、热还原法，如 H2 还原氧化铜、CO 还原铁矿石；3、热分解法，如加热 HgO 分解得到金属汞。学生思考后可能设计出的方案：方案 1：MgCl 2Mg(OH) 2Mg
9、Cl2 Mg方案 2：MgCl 2Mg(OH) 2MgO Mg方案 3：MgCl 2Mg(OH) 2MgO Mg【学生实验 1】描述现象： 没有明显现象。思考并回答：可能是浓度太稀了。培养学生解决问题的能力，提高学习兴趣。通过亲自动手实验，直观化，便于接受和理解，降低难度。电解（C、H 2、CO 还原）高温逐滴加入 1mol/LNaOH溶液1mL0.06mol/LMgCl2（模拟海水）5【质疑】究竟是什么原因导致无明显现象或现象不明显呢？【提问】海水中氯化镁的浓度太稀了，我们该怎么办？【总结】浓缩海水从化学的角度可行。【提问】在海水中加碱，一定要是 NaOH 溶液吗？ 【投影】各种碱的市场价格
10、【追问】实际生产中选择何种碱比较经济？【评价】看来同学们都具有经济头脑。从价格上我们很明显的看出 Ca(OH)2的优势，但由于 Ca(OH)2的溶解度较小，在实际生产中我们常使用石灰乳。【设问】可否综合利用海洋资源获得石灰乳？【图片展示】贝壳烧制获得氧化钙。【追问】如何由贝壳制得石灰乳？思考并回答：浓缩海水【学生实验 2】描述现象：刚加入 NaOH 溶液就能看到明显的白色沉淀了。思考并回答：Ca(OH)2思考并回答：贝壳回顾，写出反应方程式。体验化学实验是研究和认识化学物质的重要途径。从生产实际出发，考虑生产成本，培养学生的经济意识。生活情景，给与铺垫。培养经济意识。逐滴加入 1mol/LNa
11、OH 溶液1mL3mol/LMgCl2（浓缩 50 倍的海水）6【板书】贝壳(CaCO 3)CaOCa(OH) 2复习巩固。镁的化学性质 10分钟【过渡】在得到 Mg(OH)2 沉淀后看来同学们的意见分歧比较大，把我们已知的电解法、热还原法以及热分解法都用上了，那么究竟哪个方法更加合理呢？为了解决这一问题，我们还是先来了解一下镁具有怎样性质。（联系金属钠，分析镁的核外电子排布。 ）【提问】镁可能有哪些化学性质？【讲述】这些都是同学们的猜想，必须通过实验来验证它。【演示实验】取 一 根 擦 去 氧 化 膜 的 镁条 (4 5cm 长 )， 在 空 气 中 点燃 后 插 入 充 满 二 氧 化 碳
12、 的 集气 瓶 中 。【提问】1、描述实验现象和书写化学方程式。2、金属镁着火能否使用泡沫灭火器灭火？（引导学生写出反应方程式）【追问】如果是金属钠着火了呢？思考观察：思考并回答：可以与空气、水等反应。观察并回答：镁 条 剧 烈 燃 烧 ， 发 出 耀 眼 的 白 光 ，伸 入 集 气 瓶 后 仍 然 剧 烈 燃 烧 ， 发出 耀 眼 的 白 光 ， 壁 发 烫 ， 瓶 内 壁附 着 有 黑 色 物 质 和 白 色 物 质 。书写反应方程式：2Mg+O2 点 燃 2MgO2Mg+CO2 点 燃 2MgO+C不 能 用 泡 沫 灭 火 器 灭 火 。思 考 并 回 答 ：不 能回顾、复习、渗透金
13、属性质递变规律思想。学习类比方法的应用。通过创设“问题情景”进行启发式教学培养观察及逻辑推理能力，练习化学方程式的书写。新旧知识的联系，升华所学知识。7可以用泡沫灭火器灭火吗？【评价】没错，钠着火也是不能用泡沫灭火器灭火的，因为钠的金属性比镁更强，更容易与 CO2发 生 反 应 。【板书】二、镁的化学性质1、 在 空 气 中 燃 烧 ：2Mg+O2 点 燃 2MgO2Mg+CO2 点 燃 2MgO+C【过渡】镁条在空气中燃烧，不仅能和氧气，二氧化碳反应，也能和氮气反应，其产物为氮化镁。【板书】3Mg +N2 点燃 Mg3N2【活动布置】在这些反应中镁均作为还原剂，失去电子，化合价升高，被氧化，
14、表现出较强的还原性。用双线桥标出电子得失的方向。【过渡】镁的还原性还体现在镁能与盐酸反应。【活动探究】 镁与盐酸的反应 镁和冷水、热水（加入酚学生动手实验观察实验现象，书写化学方程式及离子方程式。新旧知识练习，复习巩固氧化还原反应通过实验探究，培养实验能力以及科学严谨的实验态度、分析推理、8酞）的反应 【板书】2、与酸反应Mg + 2HCl MgCl2 + H2Mg + 2H+ Mg2+ + H23、与水反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+ H2现 象 ： 迅速反应，生成大量气泡，且放出热量，温度升高。Mg + 2HCl MgCl2 + H2Mg + 2H+ Mg2+ + H2现象：镁与冷水缓
15、慢反应，在镁条表面产生少量的气泡，溶液颜色变红。在热水中，迅速反应，生成大量气泡，且放出热量，温度升高。Mg+2H2O=Mg(OH)2+ H2综合归纳的能力。巩固离子方程式的书写。镁的物理性质及总结 5 分钟【过渡】从一系列的实验中，请大家总结镁的物理性质及镁的用途，镁除了用于国防工业，在生活中还有哪些用途？【板书】三、镁的物理性质：银白色、质软、密度小。四、镁在生活中的用途镁在生活中的主要用途：（1）制合金（镁的密度小）（2）信号弹、焰火【归纳总结】镁是一种活泼的金属单质，具有较强的还原性，能够与非金属单质、酸等物质发生反应，但其金属性比钠弱。【投影】镁与钠的化学性质对比表。思考并回答：银白
16、色、质软、密度小。信 号 弹 、 焰 火 讨论归纳镁和钠的化学性质的异同点。培养分析问题、归纳总结的能力。联系生活，学以致用。归纳对比，形成结构决定性质的理念。培养学生综合归纳能力。为后序学习元素周期律作好铺垫【过渡】认识了镁的性质，下面我们再来重新探讨从海水中提取镁的制备方案的优劣。【讨论交流】设计方案 1、2、3。讨论并交流：方案 2 不行，因为反应的生成物降低难度，分解难点，9从海水中提取镁工艺优化 8分钟【提问】那么究竟是前者金属的制备原理正确，还是后者镁与水、镁与二氧化碳的反应正确呢？为什么？【追问】其他方案合理吗？【评价】也有道理，下面根据老师提供的信息再想想看。【投影】常见镁的化
17、合物的熔点【评价】同学们阅读、利用信息的能力还是很不错的。方案1 是较为合理的工业上提取镁的工艺。【提问】在电解时产生的 Cl2怎么处理？ 【讲解】可以循环利用，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。分别是镁和水或者是镁和二氧化碳，而它们之间又能够继续反应。思考并回答：后者，因为后者经过实验论证过的。思考并回答：方案 3 也不行，因为分解生成的镁和氧气又继续反应回到氧化镁。方案 3 不行，可能是由于氧化镁的熔点高达 2800，现在不仅要熔化还要令其分解可能就需要更高的温度，所以不可取。培养应用知识解决问题能力。 建立循环经济、环境保护的意识与思想。总结、布置作业4.5 分
18、钟【结课】根据这节课的学习，在方框中填入合适的物质的化学式，并完成工业上用海水提镁的工艺流程，写出a、b、c 三个步骤的化学方程式：【投影】工业上从海水提镁的工回顾思考完成框图：思路图节课形成知识网。强化、升华知识，兼顾不同层次的学生。10艺流程。【板书】五、工业上从海水提镁的工艺流程【作业】（见附录）四 、 教 学 反 思附：作业：1、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. Mg3N22、将相同质量的镁条分别在氧气空气二氧化碳中燃烧，燃烧后所得固体产物的质量关系是( ) A. B. C. D. 3、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：将贝壳制成石灰乳 在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物 将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物 将产物熔融后电解关于提取镁，下列说法中不正确的是（ ）A.此法的优点之一是原料来源丰富 B.进行步的目的是从海水中提取 MgCl2C.第步会产生氯气 D.以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反应4、镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可少的原料，工业上制造镁粉是将镁蒸汽在某种气体中冷却，现有下列气体 空气 CO 2 Ar H 2 N 2 ，其中可以作为冷却的气体是( )A. B. C. D.
