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鍵流程如下：

科研小組將MgCl2·6H2O在氬氣氣氛中進行熱重分析，結果如下圖（TG表示殘留固體質量占原樣品總質量的百分數）。

①圖中AB線段為“一段脫水”，試確定B點對應固體物質的化學式_________________；圖中BC線段為“二段脫水”，在實驗中通入H2和Cl2燃燒產物的目的是_______________。

②該工藝中，可以循環使用的物質有_____________。

（3）CH3MgCl是一種重要的有機合成劑，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，請寫出該反應的化學方程式__________________。

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

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

Answer 1

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

【解析】

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

（2）①設原樣品是1mol，質量是203g，B點剩余固體的質量是203g×0.646＝131g，即固體減少了72g，恰好是4mol水的質量，所以此時固體的化學式為MgCl2·2H2O。由于鎂氯化水解生成氫氧化鎂和氯化氫，加熱能促進鎂離子水解，所以為防止MgCl2·2H2O脫水過程中發生水解反應，需要在實驗中通入H2和Cl2燃燒產物氯化氫。

②二段脫水時產生氯化氫，以及電解時生成的氯氣均可以循環使用。

（3）CH3MgCl是一種重要的有機合成劑，其中C、H、Cl的化合價分別是—4價、＋1價和—1價，所以根據化合物中化合價代數和為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，因此該反應的化學方程式為2CH3MgCl +2H2O→Mg(OH)2+MgCl2+2CH4↑。

（4）根據方程式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，則每轉移3 mol電子生成1molAl，其質量為27g。

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