Question

9．鎂是海水中含量較多的金屬元素，鎂合金及鎂的化合物用途非常廣泛．
（1）一種用水氯鎂石（主要成分為MgCl₂•6H₂0）制備金屬鎂工藝的關(guān)鍵流程如圖1：

①為探究MgCl₂•6H₂0“一段脫水”的合理溫度范圍，某科研小組將MgCl₂•6H₂0在不同溫度下分解，測(cè)得殘留固體物質(zhì)的X一射線衍射譜圖如圖3所示（X一射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在）．

測(cè)得E中Mg元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60.0%，則E的化學(xué)式為MgO．“一段脫水”的目的是制備MgCl₂•2H₂0，溫度不高于180℃的原因是若溫度太高，MgCl轉(zhuǎn)化為MgOHCl或MgO．
②若電解時(shí)電解槽中有水分，則生成的MgOHCI與陰極產(chǎn)生的Mg反應(yīng)，使陰極表面產(chǎn)生MgO鈍化膜，降低電解效率．生成MgO的化學(xué)方程式為MgOHCl+Mg=2MgO+MgCl₂+H₂↑
③該工藝中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有HCl、Cl₂．
（2）儲(chǔ)氫材料Mg （AlH₄ ）₂在110一200⁰ C的反應(yīng)為：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑個(gè)每生成27gA1轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol．
（3）“鎂一次氯酸鹽”燃料電池的裝置如圖2所示，該電池的正極反應(yīng)式為ClO^-+H₂O+2e^-=Cl^-+2OH^-．

Answer 1

分析 （1）①分析圖譜中溫度不同的譜線結(jié)合E中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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?yàn)闇囟冗^高會(huì)生成MgOHCl或MgO；
②依據(jù)生成的MgOHCl與陰極產(chǎn)生的Mg反應(yīng)生成MgO，氯化鎂和氫氣，依據(jù)原子守恒分析書寫；
③制備金屬鎂工藝的關(guān)鍵流程分析，循環(huán)使用的物質(zhì)是加入后在反應(yīng)過程中有重新生成分析判斷；
（2）氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算；
（3）依據(jù)“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置圖中所示的變化寫出正極反應(yīng)式．

解答 解：（1）①分析圖譜中溫度不同的譜線結(jié)合E中鎂元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可知，MgO中鎂元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{24}{24+16}$×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?yàn)闇囟冗^高會(huì)生成MgOHCl或MgO，
故答案為：MgO；若溫度太高，MgCl₂轉(zhuǎn)化為MgOHCl或MgO；
②生成的MgOHCl與陰極產(chǎn)生的Mg反應(yīng)生成MgO，氯化鎂和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)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(guān)鍵流程分析，循環(huán)使用的物質(zhì)是加入后在反應(yīng)過程中有重新生成的物質(zhì)，分析可知是氯氣和氯化氫，
故答案為：HCl、Cl₂；
（2）儲(chǔ)氫材料Mg（AlH₄）₂在110℃-200℃的反應(yīng)為：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2Al+3H₂↑，反應(yīng)中生成2molAl轉(zhuǎn)移電子6mol，每生成27gAl轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol；
故答案為：3mol；
（3）“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置圖中微粒變化分析可知，ClO^-在正極放電，生成Cl^-，結(jié)合堿性的環(huán)境，可寫出正極反應(yīng)式：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，
故答案為：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的分析判斷，原電池原理和電極原理的分析應(yīng)用，圖象分析能力，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ木C合考查，為高頻考點(diǎn)，題目難度中等．