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)量的百分數(shù)）．
①圖中AB線段為“一段脫水”，試確定B點對應固體物質(zhì)的化學式MgCl₂•2H₂O；圖中BC線段為“二段脫水”，在實驗中通入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是一種重要的有機合成劑，其中鎂的化合價是+2，該化合物水解時生成甲烷、氯化鎂和氫氧化鎂，請寫出該反應的化學方程式2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂+MgCl₂+2CH₄↑．
（4）儲氫材料Mg（AIH₄）₂在110～200℃的反應為：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，該電池的正極反應式為ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)熱化學方程式①Mg（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Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s），進而計算反應熱；
（2）①圖中AB線段為“一段脫水”，設(shè)B點對應固體物質(zhì)的化學式為MgCl₂•xH₂O，根據(jù)$\frac{18x+95}{6×18+95}$=0.645，可計算確定B的化學式；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)是加入后在反應過程中有重新生成分析判斷；
（3）根據(jù)化合價代數(shù)和為0判斷鎂的化合價，根據(jù)元素守恒書寫化學方程式；
（4）根據(jù)氧化還原反應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)系進行計算；
（5）依據(jù)“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置圖中所示，原電池的正極應發(fā)生還原反應，元素的化合價降低，根據(jù)圖示可知，正極上是ClO^-變?yōu)镃l^-，據(jù)此寫出正極反應式．

解答 解：（1）①Mg（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點對應固體物質(zhì)的化學式為MgCl₂•xH₂O，根據(jù)$\frac{18x+95}{6×18+95}$=0.645，計算得 x=2，所以B的化學式為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中各元素化合價代數(shù)和為0可知鎂的化合價為+2價，CH₃MgCl水解時生成甲烷、氯化鎂和氫氧化鎂，反應的化學方程式為2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂+MgCl₂+2CH₄↑，
故答案為：+2；2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂+MgCl₂+2CH₄↑；
（4）儲氫材料Mg（AlH₄）₂在110℃-200℃的反應為：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑，反應中生成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，可寫出正極反應式：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫方法，物質(zhì)制備實驗的分析判斷，原電池原理和電極原理的分析應用，圖象分析能力，掌握基礎(chǔ)知識是關(guān)鍵，題目難度中等．