镁及其化合物复习复习课件.ppt

1、镁及其化合物镁及其化合物MgN2Mg3N2MgOMgCO3MgCl2Mg(OH)2Mg(HCO3)2Ca(OH)2Ca(OH)2HClCO2H2OH2OHClH2O电解电解Cl2或或HClHClH2OO2一、教材中的镁一、教材中的镁例例1：镁、锂在元素周期表中具有特殊的镁、锂在元素周期表中具有特殊的“对角线对角线”位置关系，它们的性质相似，例如它们的单质在过量位置关系，它们的性质相似，例如它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物.以下对锂的性质以下对锂的性质的叙述正确的是的叙述正确的是()A.Li2SO4难溶于水难溶于水 B.Li不能从水中置换出不能从水

2、中置换出H2 C.LiOH是易溶于水，受热不分解的强碱是易溶于水，受热不分解的强碱 D.Li2CO3受热分解，生成受热分解，生成Li2O和和CO2 D二二、锂镁性质的相似性锂镁性质的相似性-对角线规则对角线规则例例2：根据元素周期表中对角线规则，金属锂与镁的单质及其化：根据元素周期表中对角线规则，金属锂与镁的单质及其化合物性质皆相似，试回答下列问题：合物性质皆相似，试回答下列问题：（1）有无色溶液）有无色溶液LiCl与与NaCl，如何用化学方法鉴别它们？，如何用化学方法鉴别它们？_，有关的离子方程式为有关的离子方程式为_。（2）写出）写出Li在空气中燃烧的方程式在空气中燃烧的方程式 。（3）L

3、i2O中混有中混有LiOH如何除去？如何除去？_。二二、锂镁性质的相似性锂镁性质的相似性-对角线规则对角线规则加热混合物加热混合物4Li+O22Li2O 6Li+N2=2Li3N 4Li+CO2=2Li2O+CLi+OH-LiOH取少许两份溶液分别于试管中，分别滴加取少许两份溶液分别于试管中，分别滴加NaOH溶液，若有浑浊则为溶液，若有浑浊则为LiCl5例例3：(海南卷海南卷16)在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应：。已知实验中可能会发生下列反应：2Mg+O2=2MgO；3Mg+N2=Mg3N2；

4、2Mg+CO2=2MgO+C Mg+H2O=MgO+H2 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3 可供选择的装置和药品如下图所示可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相。装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相。回答下列问题；回答下列问题；三、实验中的镁三、实验中的镁(1)在设计实验方案时，除装置在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置外，还应选择的装置 (填字母代号填字母代号)及其目的分别及其目的分别 ;B、D、F6选择选择B，目的：除去空气中的水蒸气，目的：除去空气中的

5、水蒸气选择选择D，目的：除去空气中的，目的：除去空气中的CO2选择选择F，目的：除去空气中的，目的：除去空气中的O2(2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是序是(3)通气后，如果同时点燃通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验装置的酒精灯，对实验 结果有何影响结果有何影响 原因是原因是(4)(4)请设计一个实验，验证产物是氮化镁：请设计一个实验，验证产物是氮化镁：hgdcklab制得的氮化镁将不纯制得的

6、氮化镁将不纯因为因为A装置没有排完空气前就加热会让空气装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反应。、水蒸气等与镁反应。将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试将产物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口。如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说纸置于试管口。如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明产物是氮化镁。明产物是氮化镁。例例4：氢化锂（氢化锂（LiH）在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧）在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧某活动小组准备使用下列装置制备某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体。甲

7、同学的实验方案如下：固体。甲同学的实验方案如下：（1）仪器的组装连接：上述仪器装置接口的连接顺序为）仪器的组装连接：上述仪器装置接口的连接顺序为_，加入药品前首先要进行的实验操作是加入药品前首先要进行的实验操作是_（不必写出具体的操作方法）；其中装置（不必写出具体的操作方法）；其中装置B的作用是的作用是_。（2）添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），）添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，该操作的目的是然后在甲苯中浸洗数次，该操作的目的是_，然后快速把，然后快速把锂放入到石英管中。锂放入到石英管中。（3）通入一段时间氢气后加热石

8、英管，在加热）通入一段时间氢气后加热石英管，在加热D处的石英管之前，处的石英管之前，必须进行的实验操作是必须进行的实验操作是_。e接接a，b接接f，g接接d，c检验装置的气密性检验装置的气密性 除去除去H2中的中的H2O和和HCl 除去锂表面的石蜡除去锂表面的石蜡 收集收集c处排出的气体并检验处排出的气体并检验H2纯度纯度(4)加热一段时间后停止加热，继续通氢气冷却，然后取出加热一段时间后停止加热，继续通氢气冷却，然后取出LiH装入氮封的瓶里，保存于暗处。采取上述操作的目的是为了避免装入氮封的瓶里，保存于暗处。采取上述操作的目的是为了避免LiH与空气中的水蒸气接触而发生危险。分析该反应原理完成

9、与空气中的水蒸气接触而发生危险。分析该反应原理完成LiH与无水乙醇反应的化学方程式与无水乙醇反应的化学方程式 。(5)准确称量制得的产品准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，在一定条件下与足量水反应后共收集到气体共收集到气体470.4 mL（已换算成标准状况），则产品中（已换算成标准状况），则产品中LiH与与Li的物质的量之比为的物质的量之比为_。LiH+CH3CH2OH=CH3CH2OLi+H210 1例例5：金属镁主要由电解熔融金属镁主要由电解熔融MgCl2的方法制得的海水中溶有的方法制得的海水中溶有少量氯化镁，海边又盛产贝壳（主要成分是少量氯化镁，海边又盛产贝壳（主

10、要成分是CaCO3）以它们为主）以它们为主要原料生产镁的大致程序是：要原料生产镁的大致程序是：（1）写出以海水和贝壳为原料制取）写出以海水和贝壳为原料制取Mg(OH)2所涉及到的化所涉及到的化学方程式：学方程式：（2）电解）电解MgCl2产物之一的产物之一的Cl2可与空气、甲烷起反应（产物为可与空气、甲烷起反应（产物为HCl、CO）再制得盐酸，循环使用写出该反应的化学方程式）再制得盐酸，循环使用写出该反应的化学方程式 CaCO3=CaO+CO2、CaO+H20Ca(OH)2、Ca(OH)2+MgCl2CaCl2+Mg(0H)24Cl2+O2+2CH48HCl+2CO四、工艺流程中的镁四、工艺流

11、程中的镁四、工艺流程中的镁四、工艺流程中的镁例例6：以水氯镁石以水氯镁石(主要成分为主要成分为MgCl26H2O)为原料生产碱式碳酸为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：镁的主要流程如下：(1)预氨化过程中有预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的的Ksp1.81011，若溶液中，若溶液中c(OH)3.0106molL1，则溶液中则溶液中c(Mg2)_。(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为 _。2.0 molL1NH4Cl(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。

12、取碱式碳酸镁。取碱式碳酸镁4.66 g，高，高温煅烧至恒重，得到固体温煅烧至恒重，得到固体2.00 g和标准状况下和标准状况下CO2 0.896 L，通过，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。计算确定碱式碳酸镁的化学式。(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产，则产品中镁的质量分数品中镁的质量分数_(填填“升高升高”、“降低降低”或或“不变不变”)。Mg(OH)24MgCO34H2O升高升高因为因为MgCO3中中Mg的含量比碱式碳酸镁中的含量比碱式碳酸镁中Mg的含量高，的含量高，因此，混有因此，混有MgCO3后，后，Mg的含量升高。的含量升

13、高。解析：解析：本题主要考查的有关本题主要考查的有关Ksp的计算和无机化工流程及化学计算的计算和无机化工流程及化学计算 (1)依据依据Ksp计算的公式可知计算的公式可知c(Mg2)Ksp/c2(OH)2.0(mol/L)(2)通过流程分析，最后综上分析可知，滤液中的主要成分为通过流程分析，最后综上分析可知，滤液中的主要成分为NH4Cl，浓缩以后得到的固体物质为，浓缩以后得到的固体物质为NH4Cl；(3)根据题给相关物质的数据可有以下计算根据题给相关物质的数据可有以下计算(4)因为因为MgCO3中中Mg的含量比碱式碳酸镁中的含量比碱式碳酸镁中Mg的含量高，的含量高，因此，混有因此，混有MgCO3

14、后，后，Mg的含量升高。的含量升高。例例7：锂电池消耗量巨大，这对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。锂电池消耗量巨大，这对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。因此锂离子电池回收具有重要意义，其中需要重点回收的是正极材料，因此锂离子电池回收具有重要意义，其中需要重点回收的是正极材料，其主要成分为钴酸锂（其主要成分为钴酸锂（LiCoO2）、导电乙炔黑（一种炭黑）、铝箔以及有）、导电乙炔黑（一种炭黑）、铝箔以及有机粘接剂。某回收工艺流程如下：机粘接剂。某回收工艺流程如下：（1）上述工艺回收到的产物有）上述工艺回收到的产物有Al(OH)3、（填化学式）（填化学式）其中生成其中生成Al(OH)3的离子

15、方程式为的离子方程式为 。（2）废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂，为了）废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂，为了安全，对拆解环境的要求是安全，对拆解环境的要求是 。（3）酸浸时如果用盐酸代替）酸浸时如果用盐酸代替H2SO4和和H2O2的混合液也能达到的混合液也能达到溶解的目的，但不利之处是溶解的目的，但不利之处是 。（4）生成）生成Li2CO3的化学反应方程式为的化学反应方程式为 。已知已知Li2CO3在水中的溶解度随着温度的升高而减小，在水中的溶解度随着温度的升高而减小，所以在浓缩结晶后的操作是所以在浓缩结晶后的操作是 。CoSO4、Li2CO3 AlO2+H+H2O=

16、Al(OH)3 隔绝空气和水分隔绝空气和水分有氯气生成，污染较大有氯气生成，污染较大Li2SO4Na2CO3=Na2SO4Li2CO3 趁热过滤趁热过滤例例8：工业上以海水为原料可获得金属镁及其多种化合物其中工业上以海水为原料可获得金属镁及其多种化合物其中Mg(OH)2是制备镁盐、耐火材料和阻燃剂等的重要原料已知：是制备镁盐、耐火材料和阻燃剂等的重要原料已知：25时，时，Mg(OH)2的溶度积的溶度积 Ksp=5.610-12；Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g)H=+81.5kJmol-1 试回答下列问题：试回答下列问题：（1）下列叙述正确的是）下列叙述正确的是_（填字母序号）（

17、填字母序号）A从海水中获得从海水中获得Mg(OH)2工业上选择工业上选择 NaOH作沉淀剂作沉淀剂 BMg(OH)2能用作阻燃剂主要因为分解吸热且生成能用作阻燃剂主要因为分解吸热且生成MgO 覆盖可燃物覆盖可燃物 C工业上由工业上由Mg(OH)2制金属镁的流程如下制金属镁的流程如下：B（2）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：范围如下：25时，时，Mg(OH)2的饱和溶液中滴加的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为色为 pH8.08.09.69.6颜色颜色黄色黄色绿色绿色蓝色蓝色蓝色蓝色 25时，时，Mg(OH

18、)2的溶度积的溶度积Ksp=5.610-12；C(Mg2+)c2（OH-）=5.610-12；Mg(OH)2(s)Mg2+2OH-；c(OH-)=2c(Mg2+)=x，得到得到 0.5x x2=5.610-12；x=2.2410-4mol/L；c(H+)=4.510-11mol/L，pH=10.4 9.6，所以溶液呈蓝色所以溶液呈蓝色（3）达喜是中和胃酸的常用药物，其有效成分是铝和镁的碱式碳酸盐）达喜是中和胃酸的常用药物，其有效成分是铝和镁的碱式碳酸盐(可能带有结晶可能带有结晶水水)现进行如下实验确定化学式：现进行如下实验确定化学式：实验一：取该碱式盐实验一：取该碱式盐3.01g充分灼烧至恒重

19、，测得固体质量减少了充分灼烧至恒重，测得固体质量减少了1.30g；实验二：再取该碱式盐实验二：再取该碱式盐3.01g使其溶于足量的盐酸中，产生使其溶于足量的盐酸中，产生CO2的体积为的体积为112mL（标准（标准状况）；状况）；实验三：向实验二的溶液中加入足量的实验三：向实验二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到溶液得到1.74g白色沉淀白色沉淀达喜中达喜中Mg2+与与Al3+的物质的量之比为的物质的量之比为 计算达喜的化学式，写出必要的计算过程计算达喜的化学式，写出必要的计算过程3:1n(CO2)=n(CO32-)=0.005mol3.01g碱式碳酸盐中碱式碳酸盐中n(Mg2+)=nMg(OH

20、)2=0.03moln(Al3+)=2n(Al2O3)=2(3.01-1.30-0.0340)102 =0.01mol；3.01g碱式碳酸盐中含：碱式碳酸盐中含：n(Mg2+)=nMg(OH)2=0.03mol 依据依据Al2O3和和MgO质量为质量为3.01g-1.30g=1.71g，依据元素守恒计算得到依据元素守恒计算得到 n(Al3+)=2n(Al2O3)=0.01mol n(CO32-)=n(CO2)=0.005mol，n(OH-)=（0.032+0.031-0.0052）=0.08mol，n(H2O)=0.02moln(Al3+)：n(Mg2+)：n(OH-)：n(CO32-)：n(

21、H2O)=0.01mol：0.03mol：0.08mol：0.005mol：0.02mol=2：6：16：1：4，碱式碳酸盐的化学式为：碱式碳酸盐的化学式为：Al2Mg6(OH)16CO34H2O 氢氧化锂氢氧化锂(LiOH)是一种苛性碱，呈强碱性，因而其饱和溶液可使酚酞改变是一种苛性碱，呈强碱性，因而其饱和溶液可使酚酞改变结构，能使酚酞由深红色转变为无色。结构，能使酚酞由深红色转变为无色。在空气中极易吸收二氧化碳在空气中极易吸收二氧化碳.氢氧化锂有强的腐蚀性及刺激性。应密封保存氢氧化锂有强的腐蚀性及刺激性。应密封保存其固体为白色晶体粉末或小颗粒，其固体为白色晶体粉末或小颗粒，属四方晶系晶体。属四方晶系晶体。相对密度为相对密度为1.46g/cm3，熔点为，熔点为471，沸点，沸点925，于沸点开始分解，于沸点开始分解，在在1626完全分解。它微溶于乙醇，可溶于甲醇，不溶于醚完全分解。它微溶于乙醇，可溶于甲醇，不溶于醚;因溶解放热和溶解后溶液密度变大的缘故，因溶解放热和溶解后溶液密度变大的缘故，在在288K饱和水溶液浓度可达饱和水溶液浓度可达5.3mol/L。