Question

【题目】金属镁可用于制造合金、储氢材料、镁电池等。

已知:C(s)+ O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ/mol；

Mg(g)+ O2(g)=MgO(s)△H=-732.7kJ/mol。

（1）一种制备镁的反应为MgO(s)+C(s)=Mg(g)+CO(g),该反应的△H=____________。

（2）一种用水氯镁石(主要成分为MgC12·6H2O)制各金属镁工艺的关键流程如下:

①为探究MgCl2·6H2O“一段脱水”的合理温度范围，某科研小组将MgCl2·H2O在不同温度下分解，测得残留固体物质的X-射线衔射谱图如下图所示(X-射线衔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_____。“一段脱水”的目的是制备MgC12·2H2O，温度不高于180℃的原因是_______________。

②若电解时电解槽中有水分，则生成的MgOHCl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_________________。

③该工艺中，可以循环使用的物质有_______________。

（3）Mg2Ni是一种储氢材料。2.14gMg2Ni在一定条件下能吸收0.896LH2(标准状况下)生成X，X的化学式为______________。

（4）“镁—次氯酸盐”燃料电池的装置如图所示，该电池反应的总反应方程式为__________。

Answer 1

【答案】 +622.2kJ/mol MgO 若温度太高，MgCl2转化为MgOHC1或MgO 2MgOHC1+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑ HC1、Cl2 Mg2NiH4 Mg+C1O-+H2O==Mg(OH)2+C1-

【解析】（1）①C(s)+ O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ/mol；②Mg(g)+ O2(g)=MgO(s)△H=-732.7kJ/mol。由①-②得，MgO(s)+C(s)=Mg(g)+CO(g)，所以该反应的△H=(-110.5kJ/mol)-( -732.7kJ/mol)=+622.2kJ/mol。

（2）①由题意可知，图中各峰线代表的都是某种纯净物。因为MgCl2·6H2O在加热过程中可以溶解在其结晶水中并发生水解，而且温度越高其水解程度越大，水解生成的氢氧化镁在受热时会发生分解生成氧化镁。因为MgO中Mg元素质量分数为60.0%，现测得E中Mg元素质量分数为60.0%，所以E可确定为MgO。“一段脱水”的目的是制备MgC12·2H2O，由图中信息及前面推断结果可知，在129℃“一段脱水”的主要产物是MgC12·2H2O，在235℃和415℃脱水的主要产物分别为MgOHC1和MgO，所以温度不高于180℃的原因是：若温度太高，MgCl2转化为MgOHC1或MgO。

②由题意知，MgOHCl与Mg反应，生成MgO钝化膜，镁的化合价升高了，只有H元素的化合价可以降低，故生成MgO的化学方程式为2MgOHC1+Mg=2MgO+MgCl2+H2↑。

③该工艺中，二段脱水需要HCl气流抑制氯化镁发生水解反应，脱水的产物中含有HCl；HCl是由氯气和氢气合成的，电解熔融的氯化镁可以得到Cl2，所以可以循环使用的物质有HC1、Cl2 。

（3）Mg2Ni是一种储氢材料。2.14gMg2Ni在一定条件下能吸收0.896LH2(标准状况下)生成X。2.14gMg2Ni的物质的量为0.02mol， 其中含n(Mg)=0.04mol、n(Ni)=0.02mol；在标准状况下，0.896LH2的物质的量为0.04mol，n(H)=0.08mol。n(Mg):n(Ni): n(H)=2:1:4，所以X的化学式为Mg2NiH4 。

（4）由“镁—次氯酸盐”燃料电池的装置图中信息可知，该电池工作时，镁被氧化为Mg(OH)2，C1O-被还原为C1-，所以该电池反应的总反应方程式为Mg+C1O-+H2O==Mg(OH)2+C1-。