Question

4．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(chǔ)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=+84.6KJ/mol．
（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)鍵流程如圖1：
科研小組將MgCl₂•6H₂O在氬氣氣氛中進(jìn)行熱重分析，結(jié)果如圖2（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MgCl₂•2H₂O；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)物的目的是抑制MgCl₂的水解．
②該工藝中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有HCl，Cl₂．
（3）CH₃MgCl是一種重要的有機(jī)合成劑，其中鎂的化合價(jià)是+2，該化合物水解時(shí)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2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂+MgCl₂+2CH₄↑．
（4）儲(chǔ)氫材料Mg（AIH₄）₂在110～200℃的反應(yīng)為：Mg（AIH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑；每轉(zhuǎn)移3mol電子生成Al的質(zhì)量為27g．
（5）“鎂次氯酸鹽”燃料電池的裝置如圖3所示，該電池的正極反應(yīng)式為ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)熱化學(xué)方程式①M(fèi)g（s）+H₂（g）=MgH₂（S）△H₁=-74.5kJ•mol^-1；②Mg₂Ni（s）+2H₂（g）=Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ•mol^-l，利用蓋斯定律將②-2×①得到反應(yīng)Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s），進(jìn)而計(jì)算反應(yīng)熱；
（2）①圖中AB線段為“一段脫水”，設(shè)B點(diǎn)對應(yīng)固體物質(zhì)的化學(xué)式為MgCl₂•xH₂O，根據(jù)$\frac{18x+95}{6×18+95}$=0.645，可計(jì)算確定B的化學(xué)式；二段脫水中通入HCl可以抑制MgCl₂的水解；
②制備金屬鎂工藝的關(guān)鍵流程分析，循環(huán)使用的物質(zhì)是加入后在反應(yīng)過程中有重新生成分析判斷；
（3）根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0判斷鎂的化合價(jià)，根據(jù)元素守恒書寫化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)Mg（AIH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目與產(chǎn)物的物質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算；
（5）依據(jù)“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置圖中所示，原電池的正極應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)，元素的化合價(jià)降低，根據(jù)圖示可知，正極上是ClO^-變?yōu)镃l^-，據(jù)此寫出正極反應(yīng)式．

解答 解：（1）①M(fèi)g（s）+H₂（g）═MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ•mol^-1
②Mg₂Ni（s）+2H₂（g）═Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ•mol^-1
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃
由蓋斯定律②-2×①得到Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃ =-64.4KJ/mol-2×（-74.5KJ/mol）=+84.6KJ/mol，則△H₃=+84.6KJ/mol，
故答案為：+84.6KJ/mol；
（2）①圖中AB線段為“一段脫水”，設(shè)B點(diǎn)對應(yīng)固體物質(zhì)的化學(xué)式為MgCl₂•xH₂O，根據(jù)$\frac{18x+95}{6×18+95}$=0.645，計(jì)算得 x=2，所以B的化學(xué)式為MgCl₂•2H₂O；二段脫水中通入HCl可以抑制MgCl₂的水解，
故答案為：MgCl₂•2H₂O；抑制MgCl₂的水解；
②制備金屬鎂工藝的關(guān)鍵流程分析，循環(huán)使用的物質(zhì)是加入后在反應(yīng)過程中有重新生成的物質(zhì)，分析可知是氯氣和氯化氫，
故答案為：HCl，Cl₂；
（3）根據(jù)CH₃MgCl中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0可知鎂的化合價(jià)為+2價(jià)，CH₃MgCl水解時(shí)生成甲烷、氯化鎂和氫氧化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂+MgCl₂+2CH₄↑，
故答案為：+2；2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂+MgCl₂+2CH₄↑；
（4）儲(chǔ)氫材料Mg（AlH₄）₂在110℃-200℃的反應(yīng)為：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑，反應(yīng)中生成2molAl轉(zhuǎn)移電子6mol，所以每轉(zhuǎn)移3mol電子生成Al的物質(zhì)的量為1mol，即質(zhì)量為27g，
故答案為：27g；
（5）“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置圖中微粒變化分析可知，ClO^-在正極放電，生成Cl^-，結(jié)合堿性的環(huán)境，可寫出正極反應(yīng)式：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫方法，物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的分析判斷，原電池原理和電極原理的分析應(yīng)用，圖象分析能力，掌握基礎(chǔ)知識(shí)是關(guān)鍵，題目難度中等．