镁的提取及应用实习教案模板.doc

教学内容
（章节）
必修一、专题二、第二单元 钠、镁及其化合物 镁的提取及应用
课程类型
新授课
课时安排
一课时
班级

教学目标：
1、知识与技能
（1）知道镁原子、离子的电子排布，了解镁的物理性质；
（2）掌握工业上制取镁的流程，掌握镁与非金属单质、酸等发生的化学反应。
2、过程与方法
（1）利用实验探究、设疑、启发、诱导等方法学习掌握镁的化学性质；
（2）通过阅读、分析流程图，掌握镁的制备工艺。
3、情感态度与价值观
（1）通过学习镁制备的工艺流程，感受化学在工业生产中的巨大作用；
（2）通过观察实验，学习物质的化学性质，初步培养学习化学的热情。
教学重点、难点：
教学重点：从海水中提取镁的工艺流程；镁的化学性质；镁在生产生活中的应用
教学难点：从海水中提取镁的工艺流程；镁与非金属单质、酸等发生的化学反应
教 具：试剂：镁条、稀硫酸、碳酸钙固体、稀盐酸
仪器：集气瓶、磨砂玻璃、橡皮管、分液漏斗、试管、胶头滴管、坩埚钳、酒精灯、砂纸
教学方法：讲授法、实验演示法、探究法
教学进程（不够请附页）：
[新课导入]在课件上，展示一系列生活中运用镁的图片，包括汽车、相机、航天飞机、镁粉等。镁在生活中随处可见，发挥着巨大的作用。
[过渡]既然镁如此重要，我们怎样从大自然中获取镁呢？
[课件展示]陆地上的镁资源：菱镁矿、硅酸镁、光卤石、石棉
海水中的镁资源总量仅次于NaCl，有1.8X1015t
[师]浙江依海而生，与海为伴，提取镁，我们首先考虑从海水中获得镁。
[课件展示]在PPt上展示一张从海水中提取镁的流程图。
[思考]仔细观察从海水中提取镁的流程图，并结合55页的第二段话，思考怎样用化学的语言表述这个流程。
贝壳（CaCO3）
[交流与讨论]通过刚才的思考，相比大家的心里都有了一个大致的思路。现在看PPt上，老师把流程图简化了，请同学们联系刚刚阅读的流程图，用化学语言即化学式表述这个流程图。
高温
[课件展示]

H20

HCl
通电
石灰乳（ ）

MgCl2
MgCl2 aq

[回答]
[师]同学们根据PPt上的流程图校对之，看看自己的是否正确，读懂这个流程并不难，但在实际生产中要考虑的问题远比我们想象的复杂，下面我们共同关注下流程中的细节问题。
[课件展示]1、海水中加入的石灰乳而不是澄清石灰水，也不是氢氧化钠，原因是？
2、海水中的镁的总储量很大，但镁离子的浓度还是比较低的，海水应如何处理一下比较合适？
3、氯化镁溶液是如何转化为无水MgCl2？
4、海水中的氯化镁为什么要加酸加碱，最后得到的还是氯化镁溶液？
每一个问题都请一位同学回答。
[分析]1、NaOH的价格过于昂贵，而澄清石灰水过稀，不利于沉淀形成。
2、海水中镁的总储量很大，但浓度很低，因此海水应经过浓缩处理。
3、蒸发结晶，再干燥MgCl2﹒6H2O得到无水MgCl2
[提问]蒸发结晶这一过程具体是如何进行的？为什么？
[回答]蒸发浓缩冷却结晶，为了保证MgCl2﹒6H2O的结晶水个数的完整性。
[继续分析]4、刚开始经过浓缩的海水中，虽然含MgCl2，但浓度仍偏低，且有大量的杂质。经加酸加碱处理得到的MgCl2溶液则较纯，且浓度比较大。
[小结]解决了上述四个问题之后，我们就能更好的认识这张流程图。
首先，浓缩过的海水中，加入石灰乳，获得Mg(OH)2,而石灰乳的原料则来源于海边的贝壳。分离出Mg(OH)2沉淀后，为获得MgCl2溶液，我们加入了HCl溶液，而后通过蒸发浓缩冷却结晶，得到结晶水数目完整的MgCl2﹒6H2O，为获得可供电解的无水MgCl2，我们在HCl气氛中干燥MgCl2﹒6H2O，最后，与电解熔融NaCl一样，电解熔融MgCl2的获得了金属镁单质。
[师]通过刚才的学习，请同学们根据这张流程图尽可能多的写出其中发生的化学反应。
[回答]
MgCl2 ＋ Ca(OH)2 === Mg(OH)2 ＋ CaCl2
Mg(OH)2 ＋ 2HCl === MgCl2 ＋2 H2O
MgCl2 Mg ＋ Cl2
[过渡]通过一系列的复杂过程，我们终于从海水中提取到了镁单质。要使镁更好的在生活中发挥作用，首先要了解镁的性质。
[师]展示一小段经过打磨过的金属镁条，并用手揉捏金属镁条，请同学们观察镁有什么特点。
[回答]镁是银白色的金属，质地软。
[小结]镁具有金属的同性，即具有金属光泽，但相对于Fe、Cu等金属，它的熔点偏低，硬度较低，密度较小。
[过渡]通过前面的学习我们知道，镁最外层有2个电子易失去，具有较强的还原性。接下来我们来对镁的化学性质进行探究。
[师]镁具有较强的还原性，而空气中的O2具有较强的氧化性，因此镁在空气中极易被氧化，生成MgO，我们可以通过实验更直观的感受镁的还原性。
[实验一]在空气中点燃一根镁条，观察实验现象。
[现象]镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热。
[分析]镁露置在空气中都能被氧气氧化，生成MgO。点燃的情况下反应更激烈，生成了产物MgO。
[思考]镁在空气中燃烧仅仅生成了Mg吗？Mg能否与空气中的N2发生反应呢？
[师]由于纯净的N2较难制得,因此我们通过一个视频看看Mg与N2的反应。
[实验二][课件]播放镁在N2燃烧的视频，观察实验现象。
[现象]发出耀眼的白光，产生了白色的固体粉末。
[分析]通过视频，可以看到镁也能与N2发生反应。因此在第一个实验中即镁在空气中燃烧的实验，生成的不仅仅是MgO，还有Mg3N2。
[提问]我们知道空气中的N2占了78%，O2占了21%，N2的含量要远远大于O2，但事实是，Mg在空气中燃烧，主要产物是MgO，而非Mg3N2，为什么？
[回答]因为O2的氧化性要比N2强，先与Mg反应生成了MgO
[过渡]Mg在空气中燃烧，除了生成MgO和Mg3N2之外，会不会还会与其他物质反应呢？其实，Mg在CO2中也能燃烧。听起来似乎很不可思议，因为CO2经常被用来作灭火剂，而Mg却能在CO2中燃烧。耳听为虚 ，眼见为实，带着这个疑问，我们来进行下一个实验。
[实验三]取一根4~5cm长的镁条，用砂纸将表面的氧化膜除去，用坩埚钳夹持镁条，在酒精灯上点燃后，伸入充满CO2的集气瓶中，观察实验现象。
[现象]镁在集气瓶中继续燃烧，产生白烟和黑色固体。
[提问]白烟是固体小颗粒，应该是MgO，黑色固体会是什么呢？
[回答]黑色固体是C（若回答不出来则从元素组成的角度引导之）

[小结]因而Mg在CO2中燃烧生成MgO和单质C，化学反应方程式为
2Mg ＋ CO2 2MgO ＋ C
[提问]该反应的反应类型是什么？
[回答]是置换反应，也是氧化还原反应。
[过渡]通过以上的学习，我们来分析一起现实生活中发生的事故，前不久在周边县市余姚发生一场大火，火势迅速蔓延，情况十分危急。假如你是消防队员，你会怎么做？
[播放视频][提取信息]视频中，消防员使用了一种比较有效地灭火装置—泡沫灭火器，仍显得无能为力。我们知道那是Mg能与CO2发生反应，但在这之前，消防员尝试过用水灭火，然而火势却越来越旺，还有“砰砰”的爆炸声，可能的原因是什么？
[回答]Mg与H2O发生了反应，生成了H2
[师]Mg与H2O发生了反应，到底生成了什么？我们通过一个实验来验证之。
[实验四]在一支试管中加入一根已擦去氧化膜的镁条，再向试管中加入一定量的蒸馏水和2~3滴酚酞，在酒精灯上加热后，放置一段时间，观察实验现象。
[现象]有气泡产生，滴有酚酞的溶液变红。
[分析]溶液变红，说明溶液中存在OH-，有气泡产生，联系钠与水的反应，不难推断出生成的气体为H2，故Mg与H2O在加热条件下反应生成了Mg(OH)2与H2
[师]镁作为活泼的金属单质，极易与酸发生反应，生成相应的盐和H2
[实验五]在一支试管中加入一小段擦去氧化膜的镁条，再向试管中加入一定量的H2SO4,观察现象。
[现象]产生大量的气泡，且试管发热。
[分析]Mg与H2SO4的反应比较简单 H2SO4 ＋ Mg === MgSO4 ＋H2
如果我们把上述方程改写为离子方程式之后，其实质是 Mg + 2H+=== Mg2+ + H2
[师]镁由于其独特的物理性质和化学性质，在生产生活中发挥着巨大的作用，比如镁能与铜、铝、锡、钛等形成合金，镁合金由于较小的密度以及较大的硬度和强度，可用来制造火箭、导弹、飞机的部件，又由于镁燃烧发出耀眼的白光，因此常被用来制造信号弹和焰火。

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