Question

【题目】镁及其化合物用途非常广泛，目前世界上60%的镁是从海水中提取．从海水中先将海水淡化获得淡水和浓海水，浓海水的主要成分如下：

离子	Na+	Mg2+	Cl﹣	SO42﹣
浓度/（gL﹣1）	63.7	28.8	144.6	46.4

再利用浓海水提镁的一段工艺流程如下图：

请回答下列问题
（1）浓海水主要含有的四种离子中物质的量浓度最小的是 ． 在上述流程中，可以循环使用的物质是 ．
（2）在该工艺过程中，X试剂的化学式为 ．
（3）“一段脱水”目的是制备MgCl22H2O；“二段脱水”的目的是制备电解原料．若将MgCl26H2O直接加热脱水，则会生成Mg（OH）Cl．若电解原料中含有Mg（OH）Cl，电解时Mg（OH）Cl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 ．
（4）若制得Mg（OH）2的过程中浓海水的利用率为80%，由Mg（OH）2至“二段脱水”制得电解原料的过程中镁元素的利用率为90%，则1m3浓海水可得“二段脱水”后的电解原料质量为g．
（5）以LiCl﹣KCl共熔盐为电解质的Mg﹣V2O5电池是战术导弹的常用电源，该电池的总反应为：Mg+V2O5+2LiCl MgCl2+V2O4Li2O 该电池的正极反应式为 ．
（6）Mg合金是重要的储氢材料．2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图如下，则： Mg（s）+2B（s） MgB2（s）△H= ．

Answer 1

【答案】
（1）SO42﹣；Cl2、HCl
（2）CaCl2
（3）2Mg（OH）Cl+Mg=MgCl2+2MgO+H2↑
（4）82080
（5）V2O5+2Li++2e﹣=V2O4?Li2O
（6）﹣93kJ/mol
【解析】解：浓海水加入氯化钙，可生成硫酸钙，一达到脱硫的目的，加入熟石灰，可生成氢氧化镁，进而生成MgCl26H2O，一段脱水生成MgCl22H2O，在通入HCl的氛围中加入氯化镁溶液得到氯化镁，电解可得到镁和氯气，（1）由表中数据c（Na+）= =2.77mol/L，c（Mg2+）= =1.2mol/L，c（Cl﹣）= =4.07mol/L，c（SO42﹣）= =0.48mol/L，故SO42﹣的物质的量浓度最小，上述流程中氯气和与氢气反应生成氯化氢，氯化氢可与氢氧化镁反应制备氯化镁，则可循环的是Cl2、HCl，所以答案是：SO42﹣；Cl2、HCl；（2）X为氯化钙，可生成硫酸钙，一达到脱硫的目的，所以答案是：CaCl2；（3）由题意知Mg（OH）Cl与阴极产生的Mg反应，产生MgO，反应的化学方程式为2Mg（OH）Cl+Mg=MgCl2+2MgO+H2↑，所以答案是：2Mg（OH）Cl+Mg=MgCl2+2MgO+H2↑；（4）由题给数据可知1m3浓海水含有m（Mg2+）=1000L×28.8g/L，n（Mg2+）= mol，则生成Mg（OH）2的物质的量为 mol×80%，经二段脱水生成MgCl2的物质的量为 ×80%×90%，质量为 mol×80%×90%×95g/mol=82080g，所以答案是：82080；（5）正极发生还原反应，V2O5被还原生成V2O4Li2O，电极方程式为V2O5+2Li++2e﹣=V2O4Li2O，所以答案是：V2O5+2Li++2e﹣=V2O4Li2O；（6）由图可知：2LiBH4（s）+MgH2（s）=2LiH（s）+2B（s）+MgH2（s）+3H2（g）△H=+200 kJmol﹣1① 2LiBH4（s）+MgH2（s）=2LiBH4（s）+Mg（s））+H2（g）△H=+76 kJmol﹣1②
2LiBH4（s）+MgH2（s）=2LiH（s）+MgB2（s）+4H2（g）△H=+183 kJmol﹣1③
2LiH（s）+MgB2（s）+4H2（g）=2LiH（s）+2B（s）+MgH2（s）+3H2（g）△H=+（200﹣183）kJmol﹣1④
即：MgB2（s）+H2（g）=2B（s）+MgH2（s）△H=+17 kJmol﹣1④
所以﹣④﹣②得：Mg（s）+2B（s）═MgB2（s）△H=﹣（17+76）kJmol﹣1=﹣93kJmol﹣1 ，
所以答案是：﹣93kJmol﹣1 ．
【考点精析】关于本题考查的反应热和焓变，需要了解在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热才能得出正确答案．