Question

金屬鎂可用于制造合計、儲氫材料、鎂電池等．
已知：C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1
Mg（g）+

1

2

O₂（g）=MgO（s）△H=-732.7kJ?mol^-1
（1）一種制備鎂的反應為：MgO（s）+C（s）=Mg（g）+CO（g），該反應的△H=

 

．
（2）一種用水氯鎂石（主要成分為MgCl₂?6H₂O）制備金屬鎂工藝的關鍵流程如下：
 
①為探究MgCl₂?6H₂O“一段脫水”的合理溫度范圍，某科研小組將MgCl₂?6H₂O在不同溫度下分解，測得殘留固體物質的X-射線衍射譜圖如圖所示（X-射線衍射可用于判斷某晶態物質是否存在）．

測得E中Mg元素質量分數為60.0%，則E的化學式為

 

．“一段脫水”的目的是制備MgCl₂?2H₂O，溫度不高于180℃的原因是

 

．
②若電解時電解槽中有水分，則生成的MgOHCl與陰極產生的Mg反應，使陰極表面產生MgO鈍化膜，降低點解效率，生成MgO的化學方程式為

 

．
③該工藝，可以循環使用的物質有

 

．
（3）Mg₂Ni是一中儲氫材料，2.14g Mg₂Ni在一定條件下能吸收0.896L H₂（標準狀況下）生成X，X的化學式為

 

．“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置如圖，該電池反應的總反應方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（2）①分析圖譜中溫度不同的譜線結合E中鎂元素的質量分數可知，E為氧化鎂；“一段脫水”的目的是制備MgCl₂?2H₂O，溫度不高于180℃的目的是因為溫度過高會生成MgOHCl或MgO；
②依據生成的MgOHCl與陰極產生的Mg反應生成MgO，氯化鎂和氫氣，依據原子守恒分析書寫；
③制備金屬鎂工藝的關鍵流程分析，循環使用的物質是加入后在反應過程中有重新生成分析判斷；
（3）依據2.14g Mg₂Ni在一定條件下能吸收0.896L H₂（標準狀況下）生成X的定量關系結合反應前后原子守恒分析得到化學式；依據“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置圖中的電極反應和微粒變化寫出原電池的化學反應．

解答：解：（1）①C（s）+

1

2

O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ?mol^-1
②Mg（g）+

1

2

O₂（g）=MgO（s）△H=-732.7kJ?mol^-1
依據蓋斯定律①-②得到制備鎂的反應為：MgO（s）+C（s）=Mg（g）+CO（g），該反應的△H=+622.2KJ/mol，
故答案為：+622.2KJ/mol；
（2）①分析圖譜中溫度不同的譜線結合E中鎂元素的質量分數可知，MgO中鎂元素質量分數=

24

24+16

×100%=60%，判斷E為氧化鎂；“一段脫水”的目的是制備MgCl₂?2H₂O，溫度不高于180℃的目的是因為溫度過高會生成MgOHCl或MgO，
故答案為：MgO；若溫度太高，MgCl₂轉化為MgOHCl或MgO；
②生成的MgOHCl與陰極產生的Mg反應生成MgO，氯化鎂和氫氣，反應的化學方程式為：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl₂+H₂↑，
故答案為：2MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl₂+H₂↑；
③制備金屬鎂工藝的關鍵流程分析，循環使用的物質是加入后在反應過程中有重新生成的物質，分析可知是氯氣和氯化氫，故答案為：HCl，Cl₂；
（3）依據2.14g Mg₂Ni在一定條件下能吸收0.896L H₂（標準狀況下）生成X的定量關系結合反應前后原子守恒分析得到化學式，2.14g Mg₂Ni物質的量=

2.14g

107g/mol

=0.02mol，吸收的氫氣物質的量=

0.896L

22.4L/mol

=0.04mol，Mg₂Ni和氫氣物質的量=1：2，得到X的化學式為Mg₂NiH₄；“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置圖中的電極反應和微粒變化分析，鎂和次氯酸根離子和水反應生成氫氧化鎂和氯離子，原電池的化學反應方程式為Mg+ClO^-+H₂O=Mg（OH）₂↓+Cl^-，
故答案為：Mg₂NiH₄，Mg+ClO^-+H₂O=Mg（OH）₂↓+Cl^-．

點評：本題考查了熱化學方程式書寫方法，物質制備實驗的分析判斷，原電池原理和電極原理的分析應用，圖象分析能力，掌握基礎知識是關鍵，題目難度中等．