《镁的提取及应用》教案教学设计.docx
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《镁的提取及应用》教案教学设计
《镁的提取及应用》教案
化学082班费冰
一、设计思路
本课时内容分为从海水中提取镁和镁的性质及应用两部分，是以镁的提取为线索，引入探究镁的物理性质、化学性质和镁在高科技领域及生产生活中的运用，激发学生兴趣，让学生结合镁及其化合物的知识兼顾海水资源的特点，深入探讨从海水中提取镁的流程。
在镁的物理性质学习中，通过观察得出相关结论。
应用学生已知的原子结构的知识，通过引导学生分析镁的原子结构，并和钠的原子结构作比较，推测其化学性质，并结合探究实验使学生进一步认识到镁是一种活泼的金属。
这种学习方法也为《化学2》中元素周期律的学习提供基础，也体现了新课改从关注课程的“学术性”到重视课程的“社会性”，从以“学科为中心”向“以学习为中心”转变，从“知识系统”向“多元能力”转变，鼓励学生从探究中提高能力。
二、前期分析
（一）、学习任务分析
本课内容节选自苏教版高中化学必修1教材专题2第二单元第四节《镁的提取及应用》，主要内容包括从海水中提取镁，镁的物理、化学性质以及镁的应用。
镁作为一种重要的金属元素，安排在氯、溴、碘以及钠等内容之后，并且教材已经介绍过离子反应的知识。
本课内容进一步完善学生的无机金属元素的学习，为后续必修模块《化学2》的学习奠定基础。
（二）、学习者分析
本专题，学生已经学习了几种常见元素，基本掌握学习无机元素及其化合物“从原子结构到性质”的一般方法；经过近专题1和专题2的相关高中化学学习，能在老师的引导下根据学习任务提出假设、设计实验进行探究。
但此阶段学生知识迁移能力、发散思维能力还有待强化，特别是对具体物质化学性质的运用理解不深；探究学习的能力有待提高；学生的STS意识不强。
教学重点：
提取镁的化学原理，镁的化学性质
教学难点：
提取镁的化学原理
三、教学目标
1、知识与技能
（1）了解镁在生活中的用途，初步认识海水提取镁的原理与过程。
（2）初步掌握镁的化学性质、物理性质。
2、过程与方法
（1）初步形成物质的结构决定物质性质的观点。
（2）通过课堂讨论培养分析问题和解决问题的能力。
3、情感态度价值观
（1）认识开发利用海水这一巨大资源的重大意义。
（2）通过介绍镁的提取，培养学生勇于探索的科学精神和严格求实的科学态度。
通过镁在二氧化碳气体中燃烧的实验，提高化学学习兴趣。
四、教学准备
教材：
学案、课件
实验仪器：
试管坩埚钳酒精灯火柴砂纸
实验试剂：
镁条硫酸水酚酞一集气瓶CO2
五、教学过程
1、导入新课
【引入】在前面的学习中，我们了解了钠及其化合物的有关知识，本堂课我们来了解另一种活泼金属——镁。
【师】镁在我们生活中应用非常广泛，大家可以看看这些图片。
同学们知道生活中的哪些接触到镁的例子
【生】镁合金、镁门、镁锅。
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【师】生活中的镁来自哪里
【生】。
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。
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【师】那我们前面学习过哪些金属的提取
【生】钠。
【师】钠在自然界中以什么形式存在
【生】化合物。
【师】也就是化合态的形式存在，我们是怎么提取金属钠的
【生】电解熔融氯化钠。
【师】为什么不用还原法来提取
【生】金属钠很活泼，比较难找到比它更活泼的金属单质。
【师】镁也是一种活泼的金属，怎么知道它很活泼的
【生】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。
2、镁的提取
【师】我们已知金属的冶炼有4种常见方法，分别是电解法、热还原法、热分解法和物理提取法。
而镁就采用电解熔融的氯化镁制取。
【提问】海水中镁的含量大，但海水中镁离子的浓度太稀了，我们如何才能从海水中得到氯化镁呢
【讲述】我们可以将海水浓缩，利用晒盐后的母液作为反应原料。
海水在镁离子的浓度约为1.28g/L，而图中我们可以看到母液中镁离子的浓度高达80g/L。
【设问】得到母液后，我们如何把Mg2+从母液中分离出来
【生】加碱
【讲述】因此，我们加入一种碱，使氯化镁转化为氢氧化镁沉淀，这样，就将Mg2+从母液中分离出来
【提问】我们该加入哪一种碱呢
【生】氢氧化钙
【讲述】已知海边有大量贝壳，而贝壳的主要成分就是碳酸钙。
【师】如何由贝壳制得氢氧化钙
【生】贝壳（CaCO3）→CaO→Ca（OH）2
【师】澄清石灰水的沉淀效果并不理想，大家回想一下漂白粉的制备，我们应当如何解决指一问题
【师】我们将氢氧化镁沉淀过滤，洗涤后加盐酸反应，再浓缩得MgCl2?
6H2O晶体，然后再将MgCl2?
6H2O晶体在HCl气氛中加热脱水即可得无水MgCl2。
这一过程可以表现为：
【多媒体展示】海水提取镁的工艺流程图
【师】由此，我们得到了工业上从海水中提取镁的整个流程。
【师】该流程可以简单概括为：
贝壳（CaCO3），经煅烧生成CaO，再制得石灰乳，然后与海水混合，生成的沉淀Mg（OH）2，加盐酸反应，再蒸发结晶得MgCl2?
6H2O晶体，然后再将MgCl2?
6H2O晶体在HCl气体氛围下加热脱水得无水MgCl2，电解熔融的氯化镁即可得到镁.
【师】前面的学习中，我们知道Cl2是一种有毒气体，那么电解产生的Cl2工业上将其制成HCl，再投入生产过程中。
这样循环利用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。
【师】请大家总结上述的方程式
【生】
（1）MgCl2+Ca（OH）2==Mg（OH）2↓+CaCl2
（2）Mg（OH）2+2HCl==MgCl2+2H20
Δ
（3）MgCl2·6H2O==MgCl2+6H2O
电解
（4）MgCl2===Mg+Cl2↑
3、镁的性质
【过渡】镁是我们熟悉的金属，在高科技领域以及工业生产中有重要的作用，那么镁具有哪些性质呢
【展示】观察触摸一根擦亮的镁条并结合生活实际，总结镁的物理性质。
【板书】1、镁的物理性质
【生】镁是银白色固体、密度较小、质地柔软，是电和热的良导体，镁合金的硬度和强度较大。
【师】请同学们书写Mg的原子结构，并和钠比较，预测Mg的化学性质。
【生】Mg原子的最外层只有两个电子，很容易失去，Mg是一种活泼的金属。
【师】活泼的金属容易与空气中的什么物质反应
【生】氧气
【师】大家回顾一下镁在氧气中燃烧的现象。
【生】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。
【师】这种白色的固体是什么
【生】氧化镁。
【板书】
2、化学性质：
与O2反应：
2Mg+O2=2MgO
【过渡】镁与氧气反应是镁的一个性质，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：
3Mg+N2=Mg3N2
【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
【探究实验】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。
【师】大家观察到了什么现象
【生】镁在二氧化碳中燃烧，发出耀眼的白光……
【师】大家看瓶底有白色的固体，这种固体应该是什么呢
【生】氧化镁
【师】瓶壁上还有黑色物质附着，这种黑色物质应该是什么呢
【生】…….
【师】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
【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
【生】有可燃物，温度达到着火点，与空气接触
【师】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
【生】……..
【师】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。
【过渡】镁作为活泼的金属，还有哪些化学性质呢
【生】与酸反应
【探究实验】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）
【师】大家观察到什么现象
【生】有大量气泡生成
【师】气泡是在哪里生成的这种气体是什么
【生】镁条表面，氢气
【师】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
【生】发烫
【师】这说明（反应放热）
【板书】
与酸反应：
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
4、镁的应用
【师】学习了镁的物理、化学性质以及镁的提取，那么美究竟在生产生活和科研中有哪些用处呢
【板书】镁的应用
【多媒体展示】
1、镁合金（约含镁80%）被大量用于火箭、导弹和飞机等制造业，美名为“国防金属”。
2、镁元素能维护心肌纤维正常舒缩功能和冠状动脉弹性，有“心脏保护神”的美称,镁还可以用来制药。
3、镁可以用来制造导弹和焰火。
4、制耐火材料（MgO）熔点高。
。
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。
【课堂小结】
通过本堂课的学习，学习了关于镁的物理、化学性质以及镁的提取，教师借此强调只有掌握化学反应的本质，才能真真正正的将化学知识应用到实际的生产、生活中去。
六、形成性练习
1.由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：
a在一定条件下脱水干燥；b加熟石灰；c在盐酸；d过滤；e浓缩结晶。
其先后顺序是.
2.工业上制取镁粉，是将镁蒸气在某气体中冷却，下列可作为冷却剂的是（）
A二氧化碳B空气C水D氢气
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：
（1）将贝壳制成石灰乳
（2）在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物
（3）将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物
（4）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
（原料：
海水、贝壳）
B进行
（1）、
（2）、（3）步的目的是从海水中提取MgCl2
（CaCO3Ca（OH）2Mg（OH）2MgCl2）
C、第四步会产生氯气
（MgCl2=Mg+Cl2）
D、以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反应
（写出方程式）
七、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）2
Mg（OH）2
盐酸
MgCl2
通电
Mg
2.CaCO3
CaO＋CO2↑
CaO+H2O===Ca（OH）2
MgCl2+Ca（OH）2===Mg（OH）2↓+CaCl2
通电
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N2反应：
3Mg+N2
Mg3N2
与CO2反应：
2Mg+CO2
2MgO+C
与酸反应：
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
三、镁的应用
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