Question

【题目】镁是海水中含量较多的金属，镁合金及其镁的化合物用途非常广泛。

（1）Mg2Ni是一种储氢合金，已知：

Mg（s）+H2（g）=MgH2（S） △H1=- 74．5kJ·mol-1

Mg2Ni（s）+2H2（g）=Mg2NiH4（s） △H2=- 64．4kJ·mol-l

则：Mg2Ni（s）+2MgH2（s）=2Mg（s）+Mg2NiH4（s）的△H3=__________．

（2）某科研小组用水氯镁石（主要成分为MgCl2·6H2O）制备金属镁工艺的关键流程如下：

科研小组将MgCl2·6H2O在氩气气氛中进行热重分析，结果如下图（TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）。

①图中AB线段为“一段脱水”，试确定B点对应固体物质的化学式_________________；图中BC线段为“二段脱水”，在实验中通入H2和Cl2燃烧产物的目的是_______________。

②该工艺中，可以循环使用的物质有_____________。

（3）CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是________________，该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，请写出该反应的化学方程式__________________。

（4）储氢材料Mg（AIH4）2在110～200℃的反应为：Mg（AIH4）2＝MgH2+2Al+3H2↑；每转移3 mol电子生成Al的质量为_______________。

（5）“镁一次氯酸盐”燃料电池的装置如右图所示，该电池的正极反应式为_______________。

Answer 1

【答案】+84.6kJ/mol MgCl2·2H2O 为防止MgCl2·2H2O脱水过程中发生水解反应 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，则根据盖斯定律可知②—①×2即可得到Mg2Ni（s）+2MgH2（s）＝2Mg（s）+Mg2NiH4（s）的△H3＝+84.6kJ/mol。

（2）①设原样品是1mol，质量是203g，B点剩余固体的质量是203g×0.646＝131g，即固体减少了72g，恰好是4mol水的质量，所以此时固体的化学式为MgCl2·2H2O。由于镁氯化水解生成氢氧化镁和氯化氢，加热能促进镁离子水解，所以为防止MgCl2·2H2O脱水过程中发生水解反应，需要在实验中通入H2和Cl2燃烧产物氯化氢。

②二段脱水时产生氯化氢，以及电解时生成的氯气均可以循环使用。

（3）CH3MgCl是一种重要的有机合成剂，其中C、H、Cl的化合价分别是—4价、＋1价和—1价，所以根据化合物中化合价代数和为0可知镁的化合价是＋2价。该化合物水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，因此该反应的化学方程式为2CH3MgCl +2H2O→Mg(OH)2+MgCl2+2CH4↑。

（4）根据方程式Mg（AIH4）2＝MgH2+2Al+3H2↑可知铝元素的化合价从＋3价降低到0价，失去3个电子，则每转移3 mol电子生成1molAl，其质量为27g。

（5）原电池中正极得到电子，发生还原反应，则根据装置图可知负极镁失去电子，正极次氯酸根得到电子，因此该电池的正极反应式为ClO－+2e－+H2O＝Cl－+2OH－。