Question

【題目】鎂及其化合物用途非常廣泛，目前世界上60%的鎂是從海水中提取．從海水中先將海水淡化獲得淡水和濃海水，濃海水的主要成分如下：

離子	Na+	Mg2+	Cl﹣	SO42﹣
濃度/（gL﹣1）	63.7	28.8	144.6	46.4

再利用濃海水提鎂的一段工藝流程如下圖：

請回答下列問題
（1）濃海水主要含有的四種離子中物質(zhì)的量濃度最小的是 ． 在上述流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)是 ．
（2）在該工藝過程中，X試劑的化學式為 ．
（3）“一段脫水”目的是制備MgCl22H2O；“二段脫水”的目的是制備電解原料．若將MgCl26H2O直接加熱脫水，則會生成Mg（OH）Cl．若電解原料中含有Mg（OH）Cl，電解時Mg（OH）Cl與陰極產(chǎn)生的Mg反應，使陰極表面產(chǎn)生MgO鈍化膜，降低電解效率．生成MgO的化學方程式為 ．
（4）若制得Mg（OH）2的過程中濃海水的利用率為80%，由Mg（OH）2至“二段脫水”制得電解原料的過程中鎂元素的利用率為90%，則1m3濃海水可得“二段脫水”后的電解原料質(zhì)量為g．
（5）以LiCl﹣KCl共熔鹽為電解質(zhì)的Mg﹣V2O5電池是戰(zhàn)術導彈的常用電源，該電池的總反應為：Mg+V2O5+2LiCl MgCl2+V2O4Li2O 該電池的正極反應式為 ．
（6）Mg合金是重要的儲氫材料．2LiBH4/MgH2體系放氫焓變示意圖如下，則： 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：濃海水加入氯化鈣，可生成硫酸鈣，一達到脫硫的目的，加入熟石灰，可生成氫氧化鎂，進而生成MgCl26H2O，一段脫水生成MgCl22H2O，在通入HCl的氛圍中加入氯化鎂溶液得到氯化鎂，電解可得到鎂和氯氣，（1）由表中數(shù)據(jù)c（Na+）= =2.77mol/L，c（Mg2+）= =1.2mol/L，c（Cl﹣）= =4.07mol/L，c（SO42﹣）= =0.48mol/L，故SO42﹣的物質(zhì)的量濃度最小，上述流程中氯氣和與氫氣反應生成氯化氫，氯化氫可與氫氧化鎂反應制備氯化鎂，則可循環(huán)的是Cl2、HCl，所以答案是：SO42﹣；Cl2、HCl；（2）X為氯化鈣，可生成硫酸鈣，一達到脫硫的目的，所以答案是：CaCl2；（3）由題意知Mg（OH）Cl與陰極產(chǎn)生的Mg反應，產(chǎn)生MgO，反應的化學方程式為2Mg（OH）Cl+Mg=MgCl2+2MgO+H2↑，所以答案是：2Mg（OH）Cl+Mg=MgCl2+2MgO+H2↑；（4）由題給數(shù)據(jù)可知1m3濃海水含有m（Mg2+）=1000L×28.8g/L，n（Mg2+）= mol，則生成Mg（OH）2的物質(zhì)的量為 mol×80%，經(jīng)二段脫水生成MgCl2的物質(zhì)的量為 ×80%×90%，質(zhì)量為 mol×80%×90%×95g/mol=82080g，所以答案是：82080；（5）正極發(fā)生還原反應，V2O5被還原生成V2O4Li2O，電極方程式為V2O5+2Li++2e﹣=V2O4Li2O，所以答案是：V2O5+2Li++2e﹣=V2O4Li2O；（6）由圖可知：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 ．
【考點精析】關于本題考查的反應熱和焓變，需要了解在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱才能得出正確答案．