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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.

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.

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