【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。 

第三章碱土金属

§3-2镁

镁的性质

1、镁的物理性质

【01】镁是一种银白色的轻金属。即使在粉末状态时，也能保持金属光泽。镁的熔点是651℃，介于锌（熔点419℃）和铝（熔点660℃）之间。

2、镁的化学性质

【02】镁是一种相当活动的金属，在金属活动顺序里的位置，仅次于钾、钠、钙等少数几种最活动的金属。镁在化学反应里，容易失去它最外层的2个电子，变成带2个单位正电荷的镁离子。

(1)镁跟氧的反应

【03】镁跟氧能强烈地化合。在常温下，金属镁就能跟空气里的氧气缓慢地发生作用，表面上生成一薄层镁的氧化物。因此金属镁在空气里久置后，它的表面就会发暗，失去原有的金属光泽。但由于复盖在镁表面的氧化物薄层的结构十分致密，能对内层的金属起保护作用，使之不再继续氧化，因此镁可以保存在空气里。

【04】镁在空气里加热时，能够剧烈燃烧，发出含有紫外线的强烈的白光（参看图3·1）。这是由于镁燃烧时放出大量的热，它使镁燃烧后生成的氧化镁微粒（可能还有少量氮化镁的微粒）灼热并达到白炽状态，因而发出强光。

【05】镁跟氧气化合的反应，包含着电子的转移，这可以用下面的化学方程式清楚地表示出来：

【06】由此可以看出，在这个反应里，镁是还原剂，氧气是氧化剂。

【07】镁不仅能够跟游离状态的氧（氧气）化合，而且还能夺取某些氧化物里的氧。在第一册里已经讲过【山注，化1-3-04第11段，传送门CV20562699】，把燃着的镁条放进二氧化碳气体里，镁条仍旧继续燃烧，生成白色的氧化镁粉末，同时有黑色的碳游离析出（图3·2）。这个反应的化学方程式是：

(2)镁跟卤素、硫或氮气的反应

【08】镁跟氯气在常温下就能起反应；在加热时，镁能跟溴、硫或氮气直接化合。例如：

【09】因此，镁在空气里燃烧时，除生成氧化镁外，还有少量的氮化镁生成。

(3)镁跟水、稀盐酸或稀硫酸的反应

【10】镁在金属活动顺序里的位置在氢的前面，它不仅能够置换出酸里的氢，而且能够置换出水里的氢。镁跟冷水的反应比较缓慢，但跟沸水的反应相当显著：

【11】虽然生成的氢氧化镁只有极少量溶解于水，但仍可以用酚酞指示剂来检验，溶液呈碱性。

【12】镁跟稀盐酸或稀硫酸的反应十分剧烈，放出氢气：

镁在自然界里的存在

【13】镁在自然界里都以化合态存在，它是地壳中分布最广的元素之一。镁的最主要矿物是菱镁矿MgCO₃，此外，白云石CaCO₃·MgCO₃、光卤石KCl·MgCl₂·6H₂O、滑石3MgO·4SiO₂·H₂O、石棉CaO·3MgO·4SiO₂等矿物里都含有镁。海水里也含有少量的氯化镁MgCl₂。氯化镁味苦，因此海水微带苦味。土壤里也含有镁盐，镁是构成植物叶绿素的重要成分，因此镁也是植物生长所必需的元素之一。

镁的制法和用途

【14】工业上常用电解氯化镁的方法来提炼镁。将脱去结晶水的光卤石加热熔化，然后电解，镁便在阴极上析出【在电解液里还含有钾离子，但钾离子结合电子的能力比镁离子弱得多，因此在阴极上只有镁离子被还原】：

【15】镁的主要用途是制造轻合金，例如“电子合金”里含有80%镁，微量的铝、铜和锰等金属，这种合金的比重为1.8，较纯镁(1.75)稍大，但是它的硬度和韧性都很大，广泛用于飞机和汽车的制造。又在生铁里加入0.05%的镁，制成球墨铸铁（参看§5-3铁的合金），它的抗拉强度、耐磨性都接近于钢，应用很广。由于镁燃烧时发出强光，因此镁粉可用作发光剂，用于照明弹的制造和照相时的照明【照相用的闪光粉是镁粉和氯酸钾的混和物】。

镁的化合物

1、氧化镁MgO

【16】氧化镁在工业上称做“苦土”，是一种松软的白色粉末，通常由煅烧菱镁矿而制得：

【17】氧化镁极不易熔化（熔点约2800℃），可用来制造坩埚、耐火砖和高温炉的内壁等。

2、氢氧化镁Mg(OH)₂

【18】氧化镁跟水能缓慢地反应，生成难溶性的氢氧化镁，同时放出热量：

【19】氢氧化镁的溶解度很小，因此它可以用可溶性碱跟可溶性镁盐反应而制得，例如，在氯化镁溶液里加入氢氧化钠溶液，就有白色的氢氧化镁沉淀生成：

【20】氢氧化镁是一种中等强度的碱，它的悬浊液在医药上称做“苦土乳”，是一种抑酸剂。制造牙膏或牙粉时也要用氢氧化镁。

3、镁盐

【21】重要的镁盐有氯化镁MgCl₂·6H₂O，碳酸镁MgCO₃，硫酸镁MgSO₄·7H₂O等。现将它们的性质、制法以及用途等列表扼要介绍如下：

习题3-2

1、写出镁跟氧气、溴、硫反应的化学方程式，并指出其中哪一种物质是氧化剂，哪一种物质是还原剂。

2、镁在空气里燃烧时生成物有哪些？为什么会发生耀目的白光？

3、试用化学方程式表示下列各步反应：

Mg→MgO→MgCl₂→MgCO₃→MgSO₄→Mg(OH)₂→MgCl₂→Mg

4、现有1公斤镁粉，跟水蒸气反应，能收集到多少升氢气（在标准状况下)？【氢气921升】

5、写出下列各物质的分子式：

(1)菱镁矿，(2)苦土，(3)苦土乳，(4)泻盐，(5)白云石，(6)光卤石。

6、用电解法从氯化镁里提取镁，为什么不能用氯化镁的溶液，而必须用熔融状态的氯化镁。

7、镁的化学性质相当活动，为什么能在空气里保存？