Question

13．金属镁--未来的燃料
有专家指出：金属粉末燃料或将带来结束化石能源时代的希望，而镁这种轻金属就是比较典型的代表，请回答下列问题：
（1）图a是镁元素在元素周期表中的部分信息，图b是镁原子结构示意图．
①由图a可知，镁原子中质子数为12，图中的24.31表示镁元素的相对原子质量；
②由图b可知，镁原子在化学反应中容易（填“得到”或“失去”）失去电子形成稳定结构，其离子符号为Mg²⁺；
（2）燃料是指能通过化学变化释放出能量的物质．
①金属镁可作为燃料的原因是镁具有可燃性，写出金属镁燃烧时与氧气反应的化学方程式2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO，反应中的能量转化形式是化学能转化为光能和内能，该反应属于基本反应类型中的化合反应；
②天然气是一种重要的化石燃料，其主要成分是甲烷（CH₄），甲烷中氢元素与碳元素的质量比为1：3，碳元素的质量分数是75%，写出CH₄在空气中完全燃烧的化学方程式CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；
③从对环境的影响的角度看，与化石燃料相比，用金属镁作燃料的优点是（答出一条即可）对空气无污染．

Answer 1

分析 （1）根据元素周期表的信息以及原子结构示意图的信息来分析解答；
（2）①根据镁的化学性质、化学方程式的书写、能量的转化以及反应类型的判断来分析；
②根据化合物中元素质量比的计算方法、质量分数的计算方法以及甲烷燃烧的过程来分析；
③根据镁燃烧的产物来分析．

解答 解：（1）①原子序数=质子数，所以镁原子的质子数为12，元素周期表的信息中最下方的属于表示其相对原子质量；故填：12；相对原子质量；
②由镁原子结构示意图可知，镁原子最外层有2个电子，在化学变化中容易失去最外层的2个电子，而带上2个单位的正电荷，故填：失去；Mg²⁺；
（2）①镁具有可燃性，所以可以燃烧，与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁；是由化学能转化为光能和内能；该反应是由两种物质生成一种物质，属于化合反应；故填：镁具有可燃性；2Mg+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO；化学能转化为光能和内能；化合；
②由甲烷的化学式可知，甲烷中，碳、氢两种元素的最简质量比为：（1×4）：12=1：3；甲烷中碳元素的质量分数是：$\frac{12}{12+1×4}×100%$=75%；甲烷与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水；故填：1：3；75%；CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；
③镁燃烧生成氧化镁，没有一氧化碳、二氧化硫以及氮氧化物的生成，对空气无污染，故填：对空气无污染．

点评 本题考查了元素周期表的信息、原子结构的内容、物质的性质与用途、化学方程式的书写等，难度不大．