Question

【題目】鎂是海水中含量較多的金屬，鎂合金及其鎂的化合物用途非常廣泛。

（1）Mg2Ni是一種儲氫合金，已知：

Mg（s）+H2（g）=MgH2（S） △H1=- 74．5kJ·mol-1

Mg2Ni（s）+2H2（g）=Mg2NiH4（s） △H2=- 64．4kJ·mol-l

則：Mg2Ni（s）+2MgH2（s）=2Mg（s）+Mg2NiH4（s）的△H3=__________．

（2）某科研小組用水氯鎂石（主要成分為MgCl2·6H2O）制備金屬鎂工藝的關(guān)鍵流程如下：

科研小組將MgCl2·6H2O在氬氣氣氛中進(jìn)行熱重分析，結(jié)果如下圖（TG表示殘留固體質(zhì)量占原樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)）。

①圖中AB線段為“一段脫水”，試確定B點(diǎn)對應(yīng)固體物質(zhì)的化學(xué)式_________________；圖中BC線段為“二段脫水”，在實(shí)驗(yàn)中通入H2和Cl2燃燒產(chǎn)物的目的是_______________。

②該工藝中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有_____________。

（3）CH3MgCl是一種重要的有機(jī)合成劑，其中鎂的化合價是________________，該化合物水解時生成甲烷、氯化鎂和氫氧化鎂，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________。

（4）儲氫材料Mg（AIH4）2在110～200℃的反應(yīng)為：Mg（AIH4）2＝MgH2+2Al+3H2↑；每轉(zhuǎn)移3 mol電子生成Al的質(zhì)量為_______________。

（5）“鎂一次氯酸鹽”燃料電池的裝置如右圖所示，該電池的正極反應(yīng)式為_______________。

Answer 1

【答案】+84.6kJ/mol MgCl2·2H2O 為防止MgCl2·2H2O脫水過程中發(fā)生水解反應(yīng) HCl、 Cl2 +2 2CH3MgCl +2H2O→Mg(OH)2+MgCl2+2CH4↑ 27g ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－

【解析】

（1）已知：①M(fèi)g（s）+H2（g）＝MgH2（S） △H1＝—74．5kJ·mol-1，②Mg2Ni（s）+2H2（g）＝Mg2NiH4（s） △H2＝—64．4kJ·mol-l，則根據(jù)蓋斯定律可知②—①×2即可得到Mg2Ni（s）+2MgH2（s）＝2Mg（s）+Mg2NiH4（s）的△H3＝+84.6kJ/mol。

（2）①設(shè)原樣品是1mol，質(zhì)量是203g，B點(diǎn)剩余固體的質(zhì)量是203g×0.646＝131g，即固體減少了72g，恰好是4mol水的質(zhì)量，所以此時固體的化學(xué)式為MgCl2·2H2O。由于鎂氯化水解生成氫氧化鎂和氯化氫，加熱能促進(jìn)鎂離子水解，所以為防止MgCl2·2H2O脫水過程中發(fā)生水解反應(yīng)，需要在實(shí)驗(yàn)中通入H2和Cl2燃燒產(chǎn)物氯化氫。

②二段脫水時產(chǎn)生氯化氫，以及電解時生成的氯氣均可以循環(huán)使用。

（3）CH3MgCl是一種重要的有機(jī)合成劑，其中C、H、Cl的化合價分別是—4價、＋1價和—1價，所以根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和為0可知鎂的化合價是＋2價。該化合物水解時生成甲烷、氯化鎂和氫氧化鎂，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH3MgCl +2H2O→Mg(OH)2+MgCl2+2CH4↑。

（4）根據(jù)方程式Mg（AIH4）2＝MgH2+2Al+3H2↑可知鋁元素的化合價從＋3價降低到0價，失去3個電子，則每轉(zhuǎn)移3 mol電子生成1molAl，其質(zhì)量為27g。

（5）原電池中正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則根據(jù)裝置圖可知負(fù)極鎂失去電子，正極次氯酸根得到電子，因此該電池的正極反應(yīng)式為ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－。