Question

9．镁是海水中含量较多的金属元素，镁合金及镁的化合物用途非常广泛．
（1）一种用水氯镁石（主要成分为MgCl₂•6H₂0）制备金属镁工艺的关键流程如图1：

①为探究MgCl₂•6H₂0“一段脱水”的合理温度范围，某科研小组将MgCl₂•6H₂0在不同温度下分解，测得残留固体物质的X一射线衍射谱图如图3所示（X一射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在）．

测得E中Mg元素质量分数为60.0%，则E的化学式为MgO．“一段脱水”的目的是制备MgCl₂•2H₂0，温度不高于180℃的原因是若温度太高，MgCl转化为MgOHCl或MgO．
②若电解时电解槽中有水分，则生成的MgOHCI与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO钝化膜，降低电解效率．生成MgO的化学方程式为MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl₂+H₂↑
③该工艺中，可以循环使用的物质有HCl、Cl₂．
（2）储氢材料Mg （AlH₄ ）₂在110一200⁰ C的反应为：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑个每生成27gA1转移电子的物质的量为3mol．
（3）“镁一次氯酸盐”燃料电池的装置如图2所示，该电池的正极反应式为ClO^-+H₂O+2e^-=Cl^-+2OH^-．

Answer 1

分析 （1）①分析图谱中温度不同的谱线结合E中镁元素的质量分数可知，E为氧化镁；“一段脱水”的目的是制备MgCl₂•2H₂O，温度不高于180℃的目的是因为温度过高会生成MgOHCl或MgO；
②依据生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应生成MgO，氯化镁和氢气，依据原子守恒分析书写；
③制备金属镁工艺的关键流程分析，循环使用的物质是加入后在反应过程中有重新生成分析判断；
（2）氧化还原反应电子转移守恒计算；
（3）依据“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置图中所示的变化写出正极反应式．

解答 解：（1）①分析图谱中温度不同的谱线结合E中镁元素的质量分数可知，MgO中镁元素质量分数=$\frac{24}{24+16}$×100%=60%，判断E为氧化镁；“一段脱水”的目的是制备MgCl₂•2H₂O，温度不高于180℃的目的是因为温度过高会生成MgOHCl或MgO，
故答案为：MgO；若温度太高，MgCl₂转化为MgOHCl或MgO；
②生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应生成MgO，氯化镁和氢气，反应的化学方程式为：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl₂+H₂↑，
故答案为：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl₂+H₂↑；
③制备金属镁工艺的关键流程分析，循环使用的物质是加入后在反应过程中有重新生成的物质，分析可知是氯气和氯化氢，
故答案为：HCl、Cl₂；
（2）储氢材料Mg（AlH₄）₂在110℃-200℃的反应为：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑，反应中生成2molAl转移电子6mol，每生成27gAl转移电子的物质的量为3mol；
故答案为：3mol；
（3）“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置图中微粒变化分析可知，ClO^-在正极放电，生成Cl^-，结合碱性的环境，可写出正极反应式：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，
故答案为：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

点评 本题考查了物质制备实验的分析判断，原电池原理和电极原理的分析应用，图象分析能力，侧重分析与实验能力的综合考查，为高频考点，题目难度中等．