3.2 海水晒盐 第3课时 从海水中提炼金属镁（教学课件）化学新教材鲁教版五四学制九年级全一册

该初中化学课件聚焦从海水中提炼金属镁，系统讲解海水提镁流程（贝壳煅烧、石灰乳沉淀、盐酸转化、电解）及镁在汽车、航空航天等领域的用途。通过新能源汽车镁合金部件案例导入，联系海水晒盐母液知识，以“能否直接电解海水”等问题链引导，结合溶解度、价格资料卡搭建原理到实践的学习支架。 其亮点在于以真实情境（赛力斯镁合金后车体、eVTOL无人机用材）和问题驱动（选择Ca(OH)₂的讨论）培养科学思维与探究能力，通过小组合作设计流程、实验验证转化（滴加NaOH检验）落实化学观念（物质转化、性质决定用途）。表格归纳用途、典型例题巩固流程，助力学生建立“资源-技术-强国”认知，教师可直接用于情境教学和能力训练。

第三单元 海洋化学资源的利用 第二节 海水晒盐 第3课时 从海水中提炼金属镁 九年级化学全一册·鲁教版五四学制2024 学习内容导览 2 海水提镁的流程 1 镁的用途 2 明·学习目标 1.能精准书写海水提镁中关键反应的化学方程式，能结合实例阐述镁在航空航天、新能源、医疗等领域的应用，说明其“国防金属”的战略定位及海水提镁的资源优势。 2.通过分析海水提镁的过程，能够运用所学化学知识进行分析、提出解决方案的能力。通过探究海水提镁的工艺流程，鼓励学生思考如何改进现有工艺，提高提取效率或减少环境污染。 3.认识化学技术在资源开发与环境保护中的双重作用，增强社会责任感。体会海水资源利用的科技意义，建立“资源 - 技术 - 强国”的关联认知。 3 引·新课导入 金属镁因轻质高强、减震性好等优异特性，在交通运输、电子通讯、储能等多领域用途广泛，且凭借中国在全球镁产业链的主导地位及在新兴产业中的关键作用，拥有极高的战略价值。 汽车制造是镁合金当前最核心的应用领域之一。随着新能源汽车对续航的追求，镁合金从仪表盘支架等基础部件，向核心结构件拓展。如赛力斯的超大一体压铸镁合金后车体，较铝合金减重 21.8% 且性能提升。 4 海水提镁的流程 01 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 国防金属——镁 镁在航空航天的应用 镁合金因其轻质高强度特性，在航空航天领域被广泛应用，如飞机和火箭的部件制造。 镁在军事装备的重要性 镁金属因其良好的铸造性能和耐腐蚀性，在军事装备中扮演关键角色，如轻型武器和装甲车辆。 镁在汽车工业的使用 汽车制造商使用镁合金来减轻车辆重量，提高燃油效率，镁金属成为汽车轻量化的重要材料。 6 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 海水提镁的原理 海水中的盐： NaCl、MgCl2、 KCl、CaCl2、 Na2SO4、MgSO4、 K2SO4、CaSO4、其他 回顾之前所学，海水中是否含有镁元素？从海水中获取原料制取金属镁是否可行？ 含量前两位的金属离子为：__________________，含量最多的非金属离子为：____________ 海中含有的盐主要是_______、________ Na+、Mg2+ Cl- NaCl MgCl2 7 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 海水提镁的原理 从海水中提取镁的关键步骤是电解熔融的无水纯净的氯化镁： MgCl2===Mg+Cl2↑ 通电 思考与讨论： 海水中含有氯化镁，可否直接给海水通电制取镁 ？ 若不能，应如何从海水中提取原料制取镁呢？ 不能，海水中镁离子含量低且有杂质 8 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 海水提镁的原理 海水中氯化镁的含量很低，我们可以用浓缩后的海水或晒盐后得到的母液为原料制取金属镁 将其他杂质除去 将除了MgCl2的其他杂质全部除去，只剩余MgCl2 将MgCl2转化为气体或沉淀 将MgCl2转化为气体或沉淀，单独提取出来 小提示：翻看以下课本最后的常见物质溶解性表， 哪种方法可行？ 小组讨论一下 物质分离提纯的一般思路 9 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 海水提镁的原理 海水或母液 MgCl2 沉淀 熔融的纯净 MgCl2 金属镁 Mg ？ ？ 查阅资料发现： Mg2+可以和OH-反应 生成Mg(OH)2沉淀，而海水中其他的离子，不与OH-反应 小组讨论： NaOH和Ca(OH)2都是常见的可以与MgCl2反应，将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀的药品，我们应该选择哪种呢？ 10 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 海水提镁的原理 小组合作，根据资料卡选择出合适的药品，完善海水提镁的流程图 小提示：海边的贝壳的主要成份是CaCO3。 11 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 海水提镁的原理 选择Ca(OH)2与MgCl2反应，将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀更合适 原因： Ca(OH)2价格低且易制取 回顾之前所学，如何制取Ca(OH)2 CaCO3 CaO +CO2↑ 高温 1.高温煅烧石灰石可以生产氧化钙CaO CaO + H2O = Ca(OH)2 2.CaO与水反应可以制取熟石灰Ca(OH)2 12 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 海水提镁的流程 选择出了合适的药品，小组合作完善海水提镁的流程图，并写出相关的化学反应方程式。 海水提镁的流程 海水或苦卤 （含大量MgCl2） 石灰乳 Ca(OH)2溶液 氢氧化镁沉淀 Mg(OH)2 适量盐酸 HCl 纯净的氯化镁 MgCl2 蒸发结晶 通电分解 镁单质 Mg 贝壳（含CaCO3） CaO 石灰乳 高温煅烧 水 13 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 海水提镁的流程中的方程式 MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O MgCl2 == Mg+Cl2↑ 通电 CaCO3 CaO +CO2↑ 高温 CaO + H2O = Ca(OH)2 准备原料 富集提纯Mg2+ 复分解反应 复分解反应 分解反应 分解反应 化合解反应 14 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 海水提镁的原理 如何验证MgCl2已完全转化为Mg(OH)2？ 验证原料中是否有MgCl2剩余 使用含OH-的物质进行检验 将加入石灰乳后的混合物静置，取少量上层澄清液于试管中，滴加NaOH溶液，若没有白色沉淀生成，说明MgCl2已完全转化为Mg(OH)2 可以使用NaOH溶液进行检验，Ca(OH)2常温下溶解度太低，现象可能不明显 15 探·知识奥秘 一、海水提镁的流程 能否给海水通电制取金属镁？ 海水中除了氯化镁外还含有很多盐类物质，杂质较多，且海水中的Mg2+含量极低，海水中 Mg2+仅占约 0.13%，电解效率差。 。 为什么选石灰乳Ca(OH)2作原料？ 石灰乳可通过海边丰富的贝壳制备，来源广易制取，成本低，石灰乳中的OH-仅与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀，生成的副产物CaCl2易溶于水，可通过过滤与Mg(OH)2分离，不会引入新的杂质 ， Ca(OH)2的作用是什么？ Ca(OH)2的作用为富集提纯Mg2+。将可溶性的MgCl2转化为难溶性的Mg(OH)2沉淀，再通过过滤即可快速分离，使镁元素从大量杂质离子中分离出来，实现浓度的大幅提升并除去杂质。 口诀帮助记忆：加碱沉淀富集镁，加酸转盐除杂味，蒸发结晶得纯粹 理·核心要点 海水提镁的流程 海水提镁的流程图 海水提镁的注意事项 海水或苦卤 （含大量MgCl2） 石灰乳 Ca(OH)2溶液 氢氧化镁沉淀 Mg(OH)2 适量盐酸 HCl 纯净的氯化镁 MgCl2 蒸发结晶 通电分解 镁单质 Mg 贝壳（含CaCO3） CaO 石灰乳 高温煅烧 水 ①不能直接电解海水的原因：海水中镁离子含量低且有杂质 ②石灰乳Ca(OH)2的作用：富集提纯Mg2+ ③为什么选石灰乳作原料：易制取价格低 ④如何验证MgCl2已完全转化为Mg(OH)2:将加入石灰乳后的混合物静置，取少量上层澄清液于试管中，滴加NaOH溶液，若没有白色沉淀生成，说明MgCl2已完全转化为Mg(OH)2 17 1．从海水中提取金属镁，主要有以下步骤：①电解氯化镁；②加石灰乳；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是（ ） A．②④⑤③① B．③②④①⑤ C．②③④⑤① D．②④③⑤① 析·典型范例 D 2．镁合金和钛合金是制造载人飞船和太空舱的重要材料，工业上可用如图所示流程制备镁和钛。下列说法不正确的是（ ） A．步骤②中加入的试剂为盐酸 B．步骤①和⑤中发生的反应都是复分解反应 C．该流程中氯化镁可以循环利用 D．步骤⑤中氩气作保护气是因为其化学性质稳定 析·典型范例 B 镁的用途 02 探·知识奥秘 二、镁的用途 交通运输领域 汽车制造 这是镁合金当前最核心的应用领域之一。随着新能源汽车对续航的追求，镁合金从仪表盘支架等基础部件，向核心结构件拓展。如赛力斯的超大一体压铸镁合金后车体，较铝合金减重 21.8% 且性能提升；上汽第二代镁合金电驱已量产，单车用量达 15kg。 航空航天与低空经济 飞机的机翼结构件、卫星外壳、导弹壳体等都常用镁合金，以此减轻飞行器重量、增加航程。在低空经济领域，每架 eVTOL（电动垂直起降飞行器）需镁合金约 200kg，宝武镁业已小批量生产无人机前舱框架，年订单额超 6000 万元。 21 探·知识奥秘 二、镁的用途 高端制造领域 人形机器人 镁合金是机器人轻量化的核心材料。特斯拉 Optimus Gen3 版本用镁合金制作旋转关节壳体，让膝关节支撑结构减重 42%；智元机器人腰部回转机构采用 AZ91D 镁合金框架，整体惯性矩减少 37%，提升了动态响应速度。 3C 电子 镁合金的电磁屏蔽和散热性能优异，适合制作笔记本电脑外壳、手机边框等。苹果、华为等品牌的高端产品中，已规模化应用镁合金部件，既让设备更轻薄，又能保护内部元件免受电磁干扰。 22 探·知识奥秘 二、镁的用途 储能与冶金领域 储能 镁基储氢密度是液态氢的 1.5 倍且安全性更高，2024 年全球首例大型镁基固态储氢罐已实现出口。此外镁离子电池成本仅为锂电池的 2%-4%，无枝晶安全隐患，未来有望应用于低空经济、电动自行车等领域。 冶金辅助 金属镁可作为铝合金添加元素，提升合金强度与抗腐蚀性；镁粉还能作为钢铁脱硫剂，改善钢的可铸性和延展性，同时也可作为生产钛、锆等稀有金属的还原剂。 23 探·知识奥秘 二、镁的用途 医疗领域 医疗健康 镁合金是优良的生物可降解材料，生物相容性好，制成的骨钉、骨板等植入物可在人体内逐渐降解，无需二次手术取出，目前相关植入物已进入临床试验阶段，为骨科治疗提供新方案。 国防金属”镁：军工装备的轻量化核心 金属镁被称为 “国防金属”，核心源于其独特性能与军工领域的不可替代性，是现代国防装备发展的关键材料。 镁合金密度仅为钢的 1/4、铝的 2/3，却拥有更高的比强度，能在减重的同时保证结构强度。这一特性对国防装备至关重要，战斗机减重 15% 可增加 20% 航程，卫星每减重 1kg 能让运载火箭少带 50kg 推进剂。它还具备优异的减震、抗冲击和电磁屏蔽性能，可保护军事电子设备免受干扰，保障装备在复杂战场环境中稳定运行。 从应用场景来看，镁合金广泛用于飞机机翼、导弹壳体、卫星支架等核心部件，国内某型轻型导弹用镁合金壳体后减重 30%，射程提升 12%。在装甲车辆、枪械器材等装备中，它能降低自重、提高机动性与携弹量，增强战场生存能力。此外，镁是重要战略物资，二战时其年产量从 2 万吨激增至 20 万吨，足见其与国防工业的紧密关联，因此 “国防金属” 的称号实至名归。 24 理·核心要点 应用领域 具体用途 典型案例及优势 汽车制造 仪表盘支架、核心结构件、电驱部件 赛力斯一体压铸后车体减重21.8%；上汽镁合金电驱量产，单车用量15kg 航空航天与低空经济 飞机机翼、卫星外壳、导弹壳体、无人机部件 eVTOL每架需镁合金约200kg；宝武镁业产无人机前舱框架，年订单超6000万元 高端制造 人形机器人关节/框架、3C电子外壳/边框 特斯拉机器人膝关节减重42%；苹果、华为高端产品用其实现轻薄与电磁屏蔽 储能与冶金 储氢罐、镁离子电池、合金添加剂、脱硫剂、还原剂 镁基储氢密度高且安全；镁离子电池成本低无隐患；提升铝合金性能，助力稀有金属生产 医疗领域 骨钉、骨板等生物可降解植入物 生物相容性好，可在体内降解，无需二次手术，已进入临床试验 镁的用途 25 1．海洋是巨大的资源宝库，下列有关海洋资源的叙述正确的是（ ） A．利用多级闪急蒸馏法淡化海水属于化学变化 B．利用蒸发结晶法从海水中提取食盐是物理变化 C．可以利用降温结晶法将海水中的MgCl2分离出来 D．大量利用海底“可燃冰”作燃料，不会加剧温室效应 析·典型范例 B 2．下列关于用海水制取镁的过程中，叙述正确的是（ ） A．直接蒸发海水得到氯化镁 B．将石灰乳加入海水或卤水中沉淀出氢氧化镁 C．电解氯化镁溶液 D．将氯化镁加热分解 析·典型范例 B 理·核心要点 从海水中提炼金属镁 海水提镁的过程 镁的 用途 海水提镁的流程图 海水或苦卤 （含大量MgCl2） 石灰乳 Ca(OH)2溶液 氢氧化镁沉淀 Mg(OH)2 适量盐酸 HCl 纯净的氯化镁 MgCl2 蒸发结晶 通电分解 镁单质 Mg 贝壳（含CaCO3） CaO 石灰乳 高温煅烧 水 海水提镁的注意事项 ①不能直接电解海水的原因：海水中镁离子含量低且有杂质 ②石灰乳Ca(OH)2的作用：富集提纯Mg2+ ③为什么选石灰乳作原料：易制取价格低 ④如何验证MgCl2已完全转化为Mg(OH)2:将加入石灰乳后的混合物静置，取少量上层澄清液于试管中，滴加NaOH溶液，若没有白色沉淀生成，说明MgCl2已完全转化为Mg(OH)2 交通制造：汽车 / 航空 / 无人机关键部件，减重增效拓展应用 电子储能：3C 设备 / 储氢电池核心材料，轻薄安全成本优势 高端制造：人形机器人 / 冶金辅助，优化性能提升材料品质 医疗领域：生物可降解骨科植入物，无需二次手术更便捷 28 1．从海水中提取镁的实验流程如图，相关分析正确的是（ ） A．试剂a可能是氯化钙 B．用氢氧化钠代替生石灰可以简化流程，降低成本 C．操作①②中都用到玻璃棒，且作用相同 D．上述过程中发生了化合反应、分解反应、复分解反应 析·典型范例 D 2．海水是一种重要的自然资源，镁被誉为海洋里宝贵的“国防元素”。从海水或卤水(含氯化镁)中提取镁的主要步骤如下：（ ） A．步骤③发生的化学反应基本类型属于复分解反应 B．操作A的名称是过滤 C．步骤①→步骤②是为了将氯化镁聚集起来获得比较纯净的氯化镁D．加入的试剂B是盐酸 析·典型范例 A THANKS! 谢谢观看 九年级化学全一册·鲁教版五四学制2024 $