Question

4．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=+84.6KJ/mol．
（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图1：
科研小组将MgCl₂•6H₂O在氩气气氛中进行热重分析，结果如图2（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MgCl₂•2H₂O；图中BC线段为“二段脱水”，在实验中通入H₂和Cl₂燃烧产物的目的是抑制MgCl₂的水解．
②该工艺中，可以循环使用的物质有HCl，Cl₂．
（3）CH₃MgCl是一种重要的有机合成剂，其中镁的化合价是+2，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2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂+MgCl₂+2CH₄↑．
（4）储氢材料Mg（AIH₄）₂在110～200℃的反应为：Mg（AIH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑；每转移3mol电子生成Al的质量为27g．
（5）“镁次氯酸盐”燃料电池的装置如图3所示，该电池的正极反应式为ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

Answer 1

分析 （1）依据热化学方程式①Mg（s）+H₂（g）=MgH₂（S）△H₁=-74.5kJ•mol^-1；②Mg₂Ni（s）+2H₂（g）=Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ•mol^-l，利用盖斯定律将②-2×①得到反应Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s），进而计算反应热；
（2）①图中AB线段为“一段脱水”，设B点对应固体物质的化学式为MgCl₂•xH₂O，根据$\frac{18x+95}{6×18+95}$=0.645，可计算确定B的化学式；二段脱水中通入HCl可以抑制MgCl₂的水解；
②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；
（3）根据化合价代数和为0判断镁的化合价，根据元素守恒书写化学方程式；
（4）根据氧化还原反应Mg（AIH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑中电子转移数目与产物的物质的关系进行计算；
（5）依据“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置图中所示，原电池的正极应发生还原反应，元素的化合价降低，根据图示可知，正极上是ClO^-变为Cl^-，据此写出正极反应式．

解答 解：（1）①Mg（s）+H₂（g）═MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ•mol^-1
②Mg₂Ni（s）+2H₂（g）═Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ•mol^-1
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃
由盖斯定律②-2×①得到Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃ =-64.4KJ/mol-2×（-74.5KJ/mol）=+84.6KJ/mol，则△H₃=+84.6KJ/mol，
故答案为：+84.6KJ/mol；
（2）①图中AB线段为“一段脱水”，设B点对应固体物质的化学式为MgCl₂•xH₂O，根据$\frac{18x+95}{6×18+95}$=0.645，计算得 x=2，所以B的化学式为MgCl₂•2H₂O；二段脱水中通入HCl可以抑制MgCl₂的水解，
故答案为：MgCl₂•2H₂O；抑制MgCl₂的水解；
②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；
（3）根据CH₃MgCl中各元素化合价代数和为0可知镁的化合价为+2价，CH₃MgCl水解时生成甲烷、氯化镁和氢氧化镁，反应的化学方程式为2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂+MgCl₂+2CH₄↑，
故答案为：+2；2CH₃MgCl+2H₂O=Mg（OH）₂+MgCl₂+2CH₄↑；
（4）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，所以每转移3mol电子生成Al的物质的量为1mol，即质量为27g，
故答案为：27g；
（5）“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 本题考查了热化学方程式书写方法，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，掌握基础知识是关键，题目难度中等．