Question

鎂是海水中含量較多的金屬，鎂合金及其鎂的化合物用途非常廣泛．
（1）“鎂-次氯酸鹽”燃料電池的裝置如圖1所示，該電池的正極反應(yīng)式為

 

．
（2）Mg₂Ni是一種儲(chǔ)氫合金，已知：
Mg（s）+H₂（g）=MgH₂（s）△H₁=-74.5kJ?mol^-1
Mg₂Ni（s）+2H₂（g）=Mg₂NiH₄（s）△H₂=-64.4kJ?mol^-1
Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）=2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）的△H₃=

 

．
（3）一種用水氯鎂石（主要成分為MgCl₂?6H₂O）制備金屬鎂工藝的關(guān)鍵流程如圖2：

（1）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(cè)得殘留固體物質(zhì)的X-射線衍射譜圖如下圖所示（X-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

 

．
②若電解時(shí)電解槽中有水分，則生成的MgOHCl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

 

．
（4）儲(chǔ)氫材料Mg（AlH₄）₂在110-200°C的反應(yīng)為：Mg（AlH₄）₂=MgH₂+2A1+3H₂↑，每生成27gAl轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理,熱化學(xué)方程式,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：（1）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；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（3）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；
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(shū)寫；
（4）氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算．

解答： 解：（1）“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^-；
（2）①M(fèi)g（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
由蓋斯定律②-2×①得到Mg₂Ni（s）+2MgH₂（s）═2Mg（s）+Mg₂NiH₄（s）△H₃ =-64.4KJ/mol-2×（-74.5KJ/mol）=+84.6KJ/mol，則△H₃=+84.6KJ/mol，
故答案為：+84.64kJ?mol^-1；
（3）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)=

24

24+16

×100%=60%，判斷E為氧化鎂；故答案為：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↑；
（4）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．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式書(shū)寫方法，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，掌握基礎(chǔ)知識(shí)是關(guān)鍵，題目難度中等．