化学：2.2.4《镁的提取及应用》教案（苏教版必修1）
文档属性
| 名称 | 化学：2.2.4《镁的提取及应用》教案（苏教版必修1） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 39.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-15 12:25:00 | ||
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文档简介
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教学课题 镁的提取及应用
所用教材 教材名称： 苏教版高中化学 第 1 册，第 二 章 4 节，第 1 课时
课时安排 一课时 教学用具 镁条、稀硫酸、二氧化碳、火柴、坩埚钳
教学目标 知识与技能了解镁在生活中的用途、海水中镁的含量、镁的存在形式；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；了解镁的物理性质，掌握镁的化学性质。过程与方法通过阅读资料，提高从资料中提取信息，分析信息的能力；通过对海水中提取镁的讨论，形成工业生产中降低成本的概念。情感态度与价值观（1） 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，并加强珍惜保护海水资源的意识；（2） 通过师生共同讨论，促进师生之间的交流。
教学重点 探讨海水中提取镁的过程；镁的化学性质。
教学难点 提取镁的化学原理
教学方法 讲授法、引导式、启发式、实验探究法
板书设计 镁的提取及应用一、镁的提取1.海水（Na+、Ca2+、Cl-、Mg2+） 碱Ca(OH)2Mg(OH)2 盐酸 MgCl2 通电 Mg2. CaCO3CaO＋CO2↑CaO+H2O===Ca(OH)2 MgCl2 +Ca(OH)2 === Mg(OH)2 ↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=== MgCl2+H2O MgCl2 === Mg+Cl2↑二、镁的性质 1.物理性质：银白色金属、质软、密度小 2.化学性质： 与O2反应：2Mg + O2 2MgO与CO2反应：2Mg + CO2 2MgO + C 与N2反应：3 Mg + N2 Mg3N2 与酸反应：Mg+H2SO4 = Mg SO4 + H2↑
教学过程及内容 【导入】：镁这种金属大家可能比较陌生，其实，镁在生活中的用途非常广泛，大型节日中我们放的烟花中用到镁，天上的飞机还有最常见的自行车零部件都用到了镁。镁有这么多的用途，我们该怎么提取镁呢？【提问】前面学习过哪些金属的提取？【回答】钠。【提问】钠在自然界中以什么形式存在？【回答】化合物。【分析】也就是化合态的形式存在，我们是怎么提取金属钠的？【回答】电解熔融氯化钠。【提问】为什么不用还原法来提取？【回答】金属钠很活泼，比较难找到比它更活泼的金属单质。【提问】镁也是一种活泼的金属，怎么知道它很活泼的？【回答】通过金属活动性顺序表（K、Ca、Na、Mg、Al…….），镁排在第四位，在钠的后面，所以它很活泼。【分析】一起来看看镁的原子结构示意图，镁的原子序数是多少？【回答】12.【副板书】 Mg【分析】镁原子的最外层只有两个电子，这两个电子很容易失去变成镁离子，因此镁很活泼，所以也很难用还原法制备镁，工业上一般是用电解熔融氯化镁的方法来制备镁的。【板书】一、镁的提取MgCl2 通电 Mg【提问】问题是，哪里有氯化镁？氯化镁大量存在于哪里？【回答】海水中。【讲述】很好，1Kg海水中大约含有5.11g的氯化镁。【提问】海水能不能直接用来电解提取镁呢？【回答】不能【提问】为什么呢？
教学过程及内容 【回答】有杂质。【提问】海水中还含有哪些物质呢？【回答】氯化钙、氯化钠等等。【分析】氯化镁、氯化钙、氯化钠都是电解质，它们在海水中以什么形式存在？【回答】离子。【板书】海水（Na+、Ca2+、Cl-、Mg2+）【提问】怎么才能把镁离子从海水中分离出来呢？【学生】……【追问】什么样的物质容易从溶液中分离出来？【回答】沉淀【提问】应该加入什么物质使镁离子沉淀出来？【回答】碱【板书】 碱Mg(OH)2 【提问】氢氧化镁怎么变为氯化镁？【回答】加盐酸【板书】 盐酸 【提问】第一步中加碱，那么常用的碱有哪些呢？【回答】氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙【追问】用哪种碱比较好呢？大家可以从碱的原料来源以及经济实惠等综合角度考虑。【学生】氢氧化钙【分析】既然是从海水中提取镁，最好就地取材，海边贝壳比较多，贝壳的主要成分是？（碳酸钙），将碳酸钙变为氢氧化钙就解决了碱的原料来源问题。那么碳酸钙怎么变为氢氧化钙呢？【学生】煅烧，再与水反应【分析】碳酸钙在高温下煅烧变为氧化钙，氧化钙与水反应就生成了氢氧化钙。
教学过程及内容 【板书】CaCO3CaO＋CO2↑CaO+H2O===Ca(OH)2【分析】其实，选择氢氧化钙而不用其他碱还有一个原因是氢氧化钙的成本很低，既然是工业生产肯定要考虑成本问题才能实现利益最大化。【提问】第二步中加入盐酸生成了氯化镁溶液，能直接电解氯化镁溶液吗？【回答】不能【分析】要电解熔融的氯化镁，所以氯化镁必须是干燥的，前面学习过了物质的分离与提纯，用到了结晶的方法，我们可以将氯化镁溶液蒸发结晶成带6个结晶水的六水合氯化镁晶体（副板书：MgCl2 6H2O），接着将MgCl2 6H2O在一定条件下加热脱水得到干燥的氯化镁，最后电解熔融的氯化镁便可得到金属镁。【过渡】大家合上书本，把这个简易流程的相应方程式写出来。【学生】书写化学方程式【板书】MgCl2 +Ca(OH)2 === Mg(OH)2 ↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=== MgCl2+H2O MgCl2 === Mg+Cl2↑【提问】最后一步还生成了氯气，氯气能直接排放到空气中吗？【回答】不能【追问】那么氯气该怎么处理呢？【回答】加水，加碱【分析】不错，氯气能够与水、碱反应，大家想想，氯气能不能重复利用呢？【学生】思考【分析】大家看，这边所加的物质是氢氧化钙，从元素组成上看氯气不肯能变为氢氧化钙，这一步所加的物质是盐酸，能不能把氯气变为盐酸呢？【回答】可以【追问】氯气该怎么变为盐酸？【回答】与氢气反应生成氯化氢气体，再溶于水【讲述】很好，氯气变为盐酸，这样就实现了氯气的循环利用，既可以节约资源，又可以减轻氯气任意排放对环境造成的污染。【讲述】看书本55页从海水中提取镁的流程图。（简单分析）【讲述】大家想想这个过程中有没有反应是离子反应呢？（回顾离子反应定义以及
教学过程及内容 离子方程式的书写）【学生】板演【讲解】……【过渡】我们用刚才的流程图得到了镁，那么镁有哪些性质呢？【讲述】首先来看它的物理性质。【讲述】我手中拿的是用砂纸打磨过的镁条，镁条是什么颜色的？【回答】银白色【展示】将镁条折断【提问】我轻易就将镁条折断了，说明什么？【回答】镁条很软【提问】镁能够用来制造飞机的零部件，说明什么？【回答】镁很轻，密度小【板书】二、镁的性质 1、物理性质：银白色金属、质软、密度小【讲述】再来看看镁具有哪些化学性质。【提问】活泼的金属容易与空气中的什么物质反应？【回答】氧气【讲述】大家回顾一下镁在氧气中燃烧的现象。【回答】镁在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，并且生成了白色的固体。【提问】这种白色的固体是什么？【回答】氧化镁。【板书】2、化学性质： 与O2反应：2Mg + O2 2MgO【过渡】初中的时候大家学过二氧化碳不支持燃烧，可以用来灭火，这是绝对的吗？如果我把点燃的镁条伸入二氧化碳气体中，火会熄灭吗？【演示实验】用坩埚钳夹持镁条，在酒精灯上点燃后伸入装满二氧化碳气体的集气瓶中。【提问】大家观察到了什么现象？【回答】镁在二氧化碳中燃烧，发出耀眼的白光……【引导】大家看瓶底有白色的固体，这种固体应该是什么呢？【回答】氧化镁
教学过程及内容 【讲述】瓶壁上还有黑色物质附着，这种黑色物质应该是什么呢？【学生】…….【讲述】我们可以通过氧化还原反应来判断。【板书】与CO2反应：Mg + CO2 MgO【分析】镁由0价变为+2价，化合价升高，有元素化合价升高，必然有元素化合价降低，我们来看看哪些元素化合价可能降低，氧为-2价，是氧元素的最低价态，不可能再降低了，碳为+4价，所以只能是它的化合价降低，再结合刚才反应产物是黑色的固体，我们能推测这种产物应该是什么？【回答】碳【板书】2Mg + CO2 2MgO + C【讲述】大家把镁在二氧化碳中燃烧的现象记录在书本上。（复述现象）【过渡】通过这个实验，我们能得出什么结论？大家对燃烧有没有一个新的认识？以前我们讲燃烧需要什么条件？【回答】有可燃物，温度达到着火点，与空气接触【分析】与空气接触也就是说要有氧气参加，那么一定要这些条件才能燃烧吗？【学生】……..【分析】镁在二氧化碳气体中燃烧并不需要氧气。我们该怎么定义燃烧呢？【讲述】凡是发光发热的剧烈反应都是燃烧，比如铁丝或铜丝在氯气中燃烧。【提问】镁着火了能不能用泡沫灭火器灭火？【回答】不能，泡沫灭火器喷出的是二氧化碳，会与镁反应。【过渡】镁与二氧化碳反应是镁的一个特殊性质，镁还有一个特殊性质，它能与氮气反应，我们知道空气中约含有78%的氮气，镁与氮气在点燃条件下生成氮化镁。【板书】与N2反应：3 Mg + N2 Mg3N2【分析】氮化镁为什么是这么写的？镁是金属元素，所以写在前面，并且它是+2价的（在化学式Mg3N2上标出），这边的氮元素化合价是多少？氮的原子序数是多少？【回答】7【副板书】 N【分析】氮原子的最外层有5个电子，会得到3个电子达到8电子稳定结构，所以这边的氮显-3价。（学生若不理解可以举例氯元素 ，得到1个电子达到
教学过程及内容 8电子稳定结构，显-1价）。（在化学式Mg3N2氮元素上方标上-3，提一下化合价与各元素的下标交叉）【过渡】如果我把镁条放在空气中燃烧，它能与哪些物质反应？【回答】N2, CO2, O2【追问】产物有哪些？【回答】Mg3N2 、MgO、C【讲述】很好，碳也是产物之一，大家容易忽略掉，一定要记牢。【过渡】镁作为活泼的金属，还有哪些化学性质呢？【回答】与酸反应【演示实验】在一支试管中放入一小段镁条，再向试管中加入一定量的硫酸。（走下讲台让学生观察实验现象）【提问】大家观察到什么现象？【回答】有大量气泡生成【追问】气泡是在哪里生成的？这种气体是什么【回答】镁条表面，氢气【分析】我们看到镁条表面产生大量的气泡，镁条逐渐溶解直至消失，大家摸一下试管壁，有什么感觉？【回答】发烫【讲述】这说明？（反应放热）【板书】与酸反应：Mg+H2SO4 = Mg SO4 + H2↑【讲述】请把这个反应的离子方程式写出来。【学生】练习、板演【分析】大家可以看到，镁与酸反应的实质就是镁与氢离子的反应，镁与其他强酸生成可溶性盐和氢气的反应都能用这个离子方程式表示，所以说离子方程式表示的范围比化学方程式更广泛，它能表示某一类的反应。【小结】来回顾一下今天所学的知识。 首先，我们学习了从海水中提取镁，主要用的是电解熔融氯化镁，要得到纯净的氯化镁，先加碱再加盐酸 ，并且干燥后电解，工业上60%的镁都是用这种方法制得的。 我们还学习了镁的化学性质，这么多反应中镁与二氧化碳的反应是最重要的。【作业】P58第9题，P61第6题。
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教学课题 镁的提取及应用
所用教材 教材名称： 苏教版高中化学 第 1 册，第 二 章 4 节，第 1 课时
课时安排 一课时 教学用具 镁条、稀硫酸、二氧化碳、火柴、坩埚钳
教学目标 知识与技能了解镁在生活中的用途、海水中镁的含量、镁的存在形式；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；了解镁的物理性质，掌握镁的化学性质。过程与方法通过阅读资料，提高从资料中提取信息，分析信息的能力；通过对海水中提取镁的讨论，形成工业生产中降低成本的概念。情感态度与价值观（1） 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，并加强珍惜保护海水资源的意识；（2） 通过师生共同讨论，促进师生之间的交流。
教学重点 探讨海水中提取镁的过程；镁的化学性质。
教学难点 提取镁的化学原理
教学方法 讲授法、引导式、启发式、实验探究法
板书设计 镁的提取及应用一、镁的提取1.海水（Na+、Ca2+、Cl-、Mg2+） 碱Ca(OH)2Mg(OH)2 盐酸 MgCl2 通电 Mg2. CaCO3CaO＋CO2↑CaO+H2O===Ca(OH)2 MgCl2 +Ca(OH)2 === Mg(OH)2 ↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=== MgCl2+H2O MgCl2 === Mg+Cl2↑二、镁的性质 1.物理性质：银白色金属、质软、密度小 2.化学性质： 与O2反应：2Mg + O2 2MgO与CO2反应：2Mg + CO2 2MgO + C 与N2反应：3 Mg + N2 Mg3N2 与酸反应：Mg+H2SO4 = Mg SO4 + H2↑
教学过程及内容 【导入】：镁这种金属大家可能比较陌生，其实，镁在生活中的用途非常广泛，大型节日中我们放的烟花中用到镁，天上的飞机还有最常见的自行车零部件都用到了镁。镁有这么多的用途，我们该怎么提取镁呢？【提问】前面学习过哪些金属的提取？【回答】钠。【提问】钠在自然界中以什么形式存在？【回答】化合物。【分析】也就是化合态的形式存在，我们是怎么提取金属钠的？【回答】电解熔融氯化钠。【提问】为什么不用还原法来提取？【回答】金属钠很活泼，比较难找到比它更活泼的金属单质。【提问】镁也是一种活泼的金属，怎么知道它很活泼的？【回答】通过金属活动性顺序表（K、Ca、Na、Mg、Al…….），镁排在第四位，在钠的后面，所以它很活泼。【分析】一起来看看镁的原子结构示意图，镁的原子序数是多少？【回答】12.【副板书】 Mg【分析】镁原子的最外层只有两个电子，这两个电子很容易失去变成镁离子，因此镁很活泼，所以也很难用还原法制备镁，工业上一般是用电解熔融氯化镁的方法来制备镁的。【板书】一、镁的提取MgCl2 通电 Mg【提问】问题是，哪里有氯化镁？氯化镁大量存在于哪里？【回答】海水中。【讲述】很好，1Kg海水中大约含有5.11g的氯化镁。【提问】海水能不能直接用来电解提取镁呢？【回答】不能【提问】为什么呢？
教学过程及内容 【回答】有杂质。【提问】海水中还含有哪些物质呢？【回答】氯化钙、氯化钠等等。【分析】氯化镁、氯化钙、氯化钠都是电解质，它们在海水中以什么形式存在？【回答】离子。【板书】海水（Na+、Ca2+、Cl-、Mg2+）【提问】怎么才能把镁离子从海水中分离出来呢？【学生】……【追问】什么样的物质容易从溶液中分离出来？【回答】沉淀【提问】应该加入什么物质使镁离子沉淀出来？【回答】碱【板书】 碱Mg(OH)2 【提问】氢氧化镁怎么变为氯化镁？【回答】加盐酸【板书】 盐酸 【提问】第一步中加碱，那么常用的碱有哪些呢？【回答】氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙【追问】用哪种碱比较好呢？大家可以从碱的原料来源以及经济实惠等综合角度考虑。【学生】氢氧化钙【分析】既然是从海水中提取镁，最好就地取材，海边贝壳比较多，贝壳的主要成分是？（碳酸钙），将碳酸钙变为氢氧化钙就解决了碱的原料来源问题。那么碳酸钙怎么变为氢氧化钙呢？【学生】煅烧，再与水反应【分析】碳酸钙在高温下煅烧变为氧化钙，氧化钙与水反应就生成了氢氧化钙。
教学过程及内容 【板书】CaCO3CaO＋CO2↑CaO+H2O===Ca(OH)2【分析】其实，选择氢氧化钙而不用其他碱还有一个原因是氢氧化钙的成本很低，既然是工业生产肯定要考虑成本问题才能实现利益最大化。【提问】第二步中加入盐酸生成了氯化镁溶液，能直接电解氯化镁溶液吗？【回答】不能【分析】要电解熔融的氯化镁，所以氯化镁必须是干燥的，前面学习过了物质的分离与提纯，用到了结晶的方法，我们可以将氯化镁溶液蒸发结晶成带6个结晶水的六水合氯化镁晶体（副板书：MgCl2 6H2O），接着将MgCl2 6H2O在一定条件下加热脱水得到干燥的氯化镁，最后电解熔融的氯化镁便可得到金属镁。【过渡】大家合上书本，把这个简易流程的相应方程式写出来。【学生】书写化学方程式【板书】MgCl2 +Ca(OH)2 === Mg(OH)2 ↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=== MgCl2+H2O MgCl2 === Mg+Cl2↑【提问】最后一步还生成了氯气，氯气能直接排放到空气中吗？【回答】不能【追问】那么氯气该怎么处理呢？【回答】加水，加碱【分析】不错，氯气能够与水、碱反应，大家想想，氯气能不能重复利用呢？【学生】思考【分析】大家看，这边所加的物质是氢氧化钙，从元素组成上看氯气不肯能变为氢氧化钙，这一步所加的物质是盐酸，能不能把氯气变为盐酸呢？【回答】可以【追问】氯气该怎么变为盐酸？【回答】与氢气反应生成氯化氢气体，再溶于水【讲述】很好，氯气变为盐酸，这样就实现了氯气的循环利用，既可以节约资源，又可以减轻氯气任意排放对环境造成的污染。【讲述】看书本55页从海水中提取镁的流程图。（简单分析）【讲述】大家想想这个过程中有没有反应是离子反应呢？（回顾离子反应定义以及
教学过程及内容 离子方程式的书写）【学生】板演【讲解】……【过渡】我们用刚才的流程图得到了镁，那么镁有哪些性质呢？【讲述】首先来看它的物理性质。【讲述】我手中拿的是用砂纸打磨过的镁条，镁条是什么颜色的？【回答】银白色【展示】将镁条折断【提问】我轻易就将镁条折断了，说明什么？【回答】镁条很软【提问】镁能够用来制造飞机的零部件，说明什么？【回答】镁很轻，密度小【板书】二、镁的性质 1、物理性质：银白色金属、质软、密度小【讲述】再来看看镁具有哪些化学性质。【提问】活泼的金属容易与空气中的什么物质反应？【回答】氧气【讲述】大家回顾一下镁在氧气中燃烧的现象。【回答】镁在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，并且生成了白色的固体。【提问】这种白色的固体是什么？【回答】氧化镁。【板书】2、化学性质： 与O2反应：2Mg + O2 2MgO【过渡】初中的时候大家学过二氧化碳不支持燃烧，可以用来灭火，这是绝对的吗？如果我把点燃的镁条伸入二氧化碳气体中，火会熄灭吗？【演示实验】用坩埚钳夹持镁条，在酒精灯上点燃后伸入装满二氧化碳气体的集气瓶中。【提问】大家观察到了什么现象？【回答】镁在二氧化碳中燃烧，发出耀眼的白光……【引导】大家看瓶底有白色的固体，这种固体应该是什么呢？【回答】氧化镁
教学过程及内容 【讲述】瓶壁上还有黑色物质附着，这种黑色物质应该是什么呢？【学生】…….【讲述】我们可以通过氧化还原反应来判断。【板书】与CO2反应：Mg + CO2 MgO【分析】镁由0价变为+2价，化合价升高，有元素化合价升高，必然有元素化合价降低，我们来看看哪些元素化合价可能降低，氧为-2价，是氧元素的最低价态，不可能再降低了，碳为+4价，所以只能是它的化合价降低，再结合刚才反应产物是黑色的固体，我们能推测这种产物应该是什么？【回答】碳【板书】2Mg + CO2 2MgO + C【讲述】大家把镁在二氧化碳中燃烧的现象记录在书本上。（复述现象）【过渡】通过这个实验，我们能得出什么结论？大家对燃烧有没有一个新的认识？以前我们讲燃烧需要什么条件？【回答】有可燃物，温度达到着火点，与空气接触【分析】与空气接触也就是说要有氧气参加，那么一定要这些条件才能燃烧吗？【学生】……..【分析】镁在二氧化碳气体中燃烧并不需要氧气。我们该怎么定义燃烧呢？【讲述】凡是发光发热的剧烈反应都是燃烧，比如铁丝或铜丝在氯气中燃烧。【提问】镁着火了能不能用泡沫灭火器灭火？【回答】不能，泡沫灭火器喷出的是二氧化碳，会与镁反应。【过渡】镁与二氧化碳反应是镁的一个特殊性质，镁还有一个特殊性质，它能与氮气反应，我们知道空气中约含有78%的氮气，镁与氮气在点燃条件下生成氮化镁。【板书】与N2反应：3 Mg + N2 Mg3N2【分析】氮化镁为什么是这么写的？镁是金属元素，所以写在前面，并且它是+2价的（在化学式Mg3N2上标出），这边的氮元素化合价是多少？氮的原子序数是多少？【回答】7【副板书】 N【分析】氮原子的最外层有5个电子，会得到3个电子达到8电子稳定结构，所以这边的氮显-3价。（学生若不理解可以举例氯元素 ，得到1个电子达到
教学过程及内容 8电子稳定结构，显-1价）。（在化学式Mg3N2氮元素上方标上-3，提一下化合价与各元素的下标交叉）【过渡】如果我把镁条放在空气中燃烧，它能与哪些物质反应？【回答】N2, CO2, O2【追问】产物有哪些？【回答】Mg3N2 、MgO、C【讲述】很好，碳也是产物之一，大家容易忽略掉，一定要记牢。【过渡】镁作为活泼的金属，还有哪些化学性质呢？【回答】与酸反应【演示实验】在一支试管中放入一小段镁条，再向试管中加入一定量的硫酸。（走下讲台让学生观察实验现象）【提问】大家观察到什么现象？【回答】有大量气泡生成【追问】气泡是在哪里生成的？这种气体是什么【回答】镁条表面，氢气【分析】我们看到镁条表面产生大量的气泡，镁条逐渐溶解直至消失，大家摸一下试管壁，有什么感觉？【回答】发烫【讲述】这说明？（反应放热）【板书】与酸反应：Mg+H2SO4 = Mg SO4 + H2↑【讲述】请把这个反应的离子方程式写出来。【学生】练习、板演【分析】大家可以看到，镁与酸反应的实质就是镁与氢离子的反应，镁与其他强酸生成可溶性盐和氢气的反应都能用这个离子方程式表示，所以说离子方程式表示的范围比化学方程式更广泛，它能表示某一类的反应。【小结】来回顾一下今天所学的知识。 首先，我们学习了从海水中提取镁，主要用的是电解熔融氯化镁，要得到纯净的氯化镁，先加碱再加盐酸 ，并且干燥后电解，工业上60%的镁都是用这种方法制得的。 我们还学习了镁的化学性质，这么多反应中镁与二氧化碳的反应是最重要的。【作业】P58第9题，P61第6题。
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