Question

海水中含有丰富的镁资源。工业上常用海水晒盐后的苦卤水提取Mg，流程如下图所示：

（1）工业制取镁的方法是                       法。
（2）试剂Ⅰ一般选用            （填化学式）。
（3）下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。

①由图可知Mg与卤素单质的反应均为            （填“放热”或“吸热”）反应；推测化合物的热稳定性顺序为MgI₂       MgF₂（填“＞”、“＝”或“＜”）。
②依上图数据写出MgBr₂(s)与Cl₂(g)反应的热化学方程式                      。
（4）金属Mg与CH₃Cl在一定条件下反应可生成CH₃MgCl，CH₃MgCl是一种重要的有机合成试剂，易与水发生水解反应并有无色无味气体生成。写出CH₃MgCl水解的化学方程式                   。
（5）向Mg(OH)₂中加入NH₄Cl溶液，可使沉淀溶解，请结合平衡原理和必要的文字解释原因        。

Answer 1

（1）电解法或电解熔融氯化镁
（2）Ca(OH)₂（该空1分） （3）①放热（该空1分），＜
②MgBr₂(s)+Cl₂(g)＝MgCl₂(s)+Br₂(l) △H＝－117KJ·mol^—1
（4）CH₃MgCl+H₂O＝CH₄↑+Mg(OH)Cl↓或2CH₃MgCl+2H₂O＝2CH₄↑+Mg(OH)₂↓+MgCl₂
（5）Mg(OH)₂（s）Mg²⁺（aq）+2OH¯（aq），向Mg(OH)₂中加入NH₄Cl溶液后，铵根离子结合氢氧根离子生成一水合氨，降低了氢氧根离子浓度，使氢氧化镁沉淀的溶解平衡向右移动，从而沉淀溶解。

试题分析：（1）镁是活泼的金属，工业制取镁的方法是电解熔融的氧化镁，即电解法冶炼镁。
（2）要将溶液中的Mg^2＋转化为氢氧化镁沉淀，需要加入碱。考虑试剂的来源和经济效益，一般加入的是氢氧化钙，化学式为Ca(OH)₂。
（3）①由图可知反应物的总能量均高于生成物的总能量，所以Mg与卤素单质的反应均为放热反应。镁与单质氟反应放出的热量最多，则生成的MgF₂稳定性最强，所以化合物的热稳定性顺序为MgI₂＜MgF₂。
②根据图像可知，Mg(s)＋Cl₂(g)＝MgCl₂(s) △H＝－641kJ/mol、Mg(s)＋Br₂(l)＝MgBr₂(s) △H＝－524kJ/mol，则根据盖斯定律可知，前者减去后者即得到反应MgBr₂(s)+Cl₂(g)＝MgCl₂(s)+Br₂(l)，所以该反应的反应热△H＝－641kJ/mol＋524kJ/mol＝－117KJ/mol。
（4）CH₃MgCl易与水发生水解反应并有无色无味气体生成，则该气体应该是甲烷。所以根据原子守恒可知，另外的生成物是碱式氯化镁，因此CH₃MgCl水解的化学方程式为CH₃MgCl+H₂O＝CH₄↑+Mg(OH)Cl↓或2CH₃MgCl+2H₂O＝2CH₄↑+Mg(OH)₂↓+MgCl₂。
（5）氢氧化镁溶于水存在溶解平衡Mg(OH)₂（s）Mg²⁺（aq）+2OH¯（aq），铵根离子结合氢氧根离子生成一水合氨，降低了氢氧根离子浓度，使氢氧化镁沉淀的溶解平衡向右移动，沉淀溶解。