Question

【題目】鎂的單質(zhì)及其化合物在儲(chǔ)氫及大氣治理等方面用途非常廣泛。

I.工業(yè)上可以采用熱還原法制備金屬鎂(沸點(diǎn)1107℃，熔點(diǎn)648.8℃)。 將堿式碳酸鎂[4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O]和焦炭按一定比例混合，放入真空管式爐中先 升溫至700℃保持一段時(shí)間，然后升溫至1450℃反應(yīng)制得鎂(同時(shí)生成可燃性氣體）。

（1）用碳還原法制備金屬鎂需要在真空中而不在空氣中進(jìn)行，其原因是____________。

（2）堿式碳酸鎂分解如圖所示，寫出在1450℃反應(yīng)制得鎂的化學(xué)方程式：_____________。

II.工業(yè)上利用納米MgH2和LiBH4組成的體系儲(chǔ)放氫（如題圖所示）。

（3）寫出放氫過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________。

III.工業(yè)上MgO漿液是高活性的脫硫劑，常用來(lái)脫除煙氣中的SO2。主要包含的反應(yīng)有： ① Mg(OH)2+ SO2=MgSO3+H2O ② MgSO3+SO2+H2O= Mg(HSO3)2 ③ Mg(HSO3)2+ Mg(OH)2=2MgSO3+2H2O ④ 2MgSO3+O2=2MgSO4

脫硫時(shí)，MgO的脫硫效率、pH及時(shí)間的關(guān)系如題圖所示。

己知20℃時(shí)，H2SO3的K1=l.54×10-2，K2=1.02×10-7，25℃時(shí)，Ksp[MgSO3]= 3.86×10-3，Ksp(CaSO3)= 3.1×10-7。

（4）脫硫過(guò)程中使?jié){液pH減小最顯著的反應(yīng)是______________(填①、②、③或④)。

（5）約9000s之后，脫硫效率開始急速降低，其原因是______________。

（6）其他條件相同時(shí)，鎂基和鈣基脫硫效率與液、氣摩爾流量比如題圖所示。鎂基脫硫效率總比鈣基大，除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，還因?yàn)?/span>______________。

Answer 1

【答案】 在空氣中鎂被氧氣氧化 MgO+C ==== Mg+CO↑ MgH2+2LiBH4 =2LiH+MgB2+4H2 ↑ ① ② 漿液中Mg(OH)2已耗盡 MgSO3溶解度比CaSO3大，MgSO3比CaSO3更易被氧化

【解析】本題主要考查鎂的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)。

I.（1）用碳還原法制備金屬鎂需要在真空中而不在空氣中進(jìn)行，其原因是在空氣中鎂被氧氣氧化。

（2）堿式碳酸鎂分解最終得到MgO，在1450℃反應(yīng)制得鎂的化學(xué)方程式：MgO+C ==== Mg+CO↑。

II.（3）放氫過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：MgH2+2LiBH4 =2LiH+MgB2+4H2 ↑。

III.（4）脫硫過(guò)程中反應(yīng)①消耗堿Mg(OH)2，反應(yīng)②生成能電離產(chǎn)生H+的酸式鹽Mg(HSO3)2，所以使?jié){液pH減小最顯著的反應(yīng)是①②。

（5）約9000s之后，脫硫效率開始急速降低，其原因是漿液中Mg(OH)2已耗盡 。

（6）鎂基脫硫效率總比鈣基大，除生成的MgSO4具有良好的水溶性外，還因?yàn)?/span>MgSO3溶解度比CaSO3大，MgSO3比CaSO3更易被氧化。