Question

海水中含有豐富的鎂資源。工業(yè)上常用海水曬鹽后的苦鹵水提取Mg，流程如下圖所示：

（1）工業(yè)制取鎂的方法是                       法。
（2）試劑Ⅰ一般選用            （填化學(xué)式）。
（3）下圖是金屬鎂和鹵素反應(yīng)的能量變化圖(反應(yīng)物和產(chǎn)物均為298K時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài))。

①由圖可知Mg與鹵素單質(zhì)的反應(yīng)均為            （填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)；推測(cè)化合物的熱穩(wěn)定性順序?yàn)镸gI₂       MgF₂（填“＞”、“＝”或“＜”）。
②依上圖數(shù)據(jù)寫(xiě)出MgBr₂(s)與Cl₂(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                      。
（4）金屬M(fèi)g與CH₃Cl在一定條件下反應(yīng)可生成CH₃MgCl，CH₃MgCl是一種重要的有機(jī)合成試劑，易與水發(fā)生水解反應(yīng)并有無(wú)色無(wú)味氣體生成。寫(xiě)出CH₃MgCl水解的化學(xué)方程式                   。
（5）向Mg(OH)₂中加入NH₄Cl溶液，可使沉淀溶解，請(qǐng)結(jié)合平衡原理和必要的文字解釋原因        。

Answer 1

（1）電解法或電解熔融氯化鎂
（2）Ca(OH)₂（該空1分） （3）①放熱（該空1分），＜
②MgBr₂(s)+Cl₂(g)＝MgCl₂(s)+Br₂(l) △H＝－117KJ·mol^—1
（4）CH₃MgCl+H₂O＝CH₄↑+Mg(OH)Cl↓或2CH₃MgCl+2H₂O＝2CH₄↑+Mg(OH)₂↓+MgCl₂
（5）Mg(OH)₂（s）Mg²⁺（aq）+2OH¯（aq），向Mg(OH)₂中加入NH₄Cl溶液后，銨根離子結(jié)合氫氧根離子生成一水合氨，降低了氫氧根離子濃度，使氫氧化鎂沉淀的溶解平衡向右移動(dòng)，從而沉淀溶解。

試題分析：（1）鎂是活潑的金屬，工業(yè)制取鎂的方法是電解熔融的氧化鎂，即電解法冶煉鎂。
（2）要將溶液中的Mg^2＋轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀，需要加入堿。考慮試劑的來(lái)源和經(jīng)濟(jì)效益，一般加入的是氫氧化鈣，化學(xué)式為Ca(OH)₂。
（3）①由圖可知反應(yīng)物的總能量均高于生成物的總能量，所以Mg與鹵素單質(zhì)的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。鎂與單質(zhì)氟反應(yīng)放出的熱量最多，則生成的MgF₂穩(wěn)定性最強(qiáng)，所以化合物的熱穩(wěn)定性順序?yàn)镸gI₂＜MgF₂。
②根據(jù)圖像可知，Mg(s)＋Cl₂(g)＝MgCl₂(s) △H＝－641kJ/mol、Mg(s)＋Br₂(l)＝MgBr₂(s) △H＝－524kJ/mol，則根據(jù)蓋斯定律可知，前者減去后者即得到反應(yīng)MgBr₂(s)+Cl₂(g)＝MgCl₂(s)+Br₂(l)，所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H＝－641kJ/mol＋524kJ/mol＝－117KJ/mol。
（4）CH₃MgCl易與水發(fā)生水解反應(yīng)并有無(wú)色無(wú)味氣體生成，則該氣體應(yīng)該是甲烷。所以根據(jù)原子守恒可知，另外的生成物是堿式氯化鎂，因此CH₃MgCl水解的化學(xué)方程式為CH₃MgCl+H₂O＝CH₄↑+Mg(OH)Cl↓或2CH₃MgCl+2H₂O＝2CH₄↑+Mg(OH)₂↓+MgCl₂。
（5）氫氧化鎂溶于水存在溶解平衡Mg(OH)₂（s）Mg²⁺（aq）+2OH¯（aq），銨根離子結(jié)合氫氧根離子生成一水合氨，降低了氫氧根離子濃度，使氫氧化鎂沉淀的溶解平衡向右移動(dòng)，沉淀溶解。