Question

海水中含有丰富的镁资源。工业上常用海水晒盐后的苦卤水提取Mg，流程如下图所示：

（1）试剂Ⅰ一般选用_________（填化学式）。

（2）工业制取镁的化学方程式为_____________________________________。

（3）下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。

①由图可知Mg与卤素单质的反应均为_________（填“放热”或“吸热”）反应；推测化合物的热稳定性顺序为MgI₂ ______MgF₂（填“＞”、“＝”或“＜”）。

②依上图数据写出MgBr₂(s)与Cl₂(g)反应的热化学方程式_________________________。

（4）金属Mg与CH₃Cl在一定条件下反应可生成CH₃MgCl，CH₃MgCl是一种重要的有机合成试剂，易与水发生水解反应并有无色无味气体生成。写出CH₃MgCl水解的化学方程式______________。

（5）向Mg(OH)₂中加入NH₄Cl溶液，可使沉淀溶解，请结合平衡原理和必要的文字解释原因_________。

Answer

（1）Ca(OH)2 （2）MgCl2(熔融)Mg + Cl2↑ （3）①放热；<

② MgBr2(s)+Cl2(g)＝MgCl2(s)+Br2(l) △H＝-117 kJ·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），铵根离子结合氢氧根离子生成一水合氨，降低了氢氧根离子浓度，使氢氧化镁沉淀的溶解平衡向右移动，沉淀溶解。

【解析】

试题分析：（1）要将溶液中的Mg2＋转化为氢氧化镁沉淀，需要加入碱。考虑试剂的来源和经济效益，一般加入的是氢氧化钙，化学式为Ca(OH)2。

（2）镁是活泼的金属，工业制取镁的方法是电解熔融的氧化镁，即电解法冶炼镁，方程式为MgCl2(熔融)Mg + Cl2↑。

（3）①由图可知反应物的总能量均高于生成物的总能量，所以Mg与卤素单质的反应均为放热反应。镁与单质氟反应放出的热量最多，则生成的MgF2稳定性最强，所以化合物的热稳定性顺序为MgI2＜MgF2。

②根据图像可知，Mg(s)＋Cl2(g)＝MgCl2(s) △H＝－641kJ/mol、Mg(s)＋Br2(l)＝MgBr2(s) △H＝－524kJ/mol，则根据盖斯定律可知，前者减去后者即得到反应MgBr2(s)+Cl2(g)＝MgCl2(s)+Br2(l)，所以该反应的反应热△H＝－641kJ/mol＋524kJ/mol＝－117KJ/mol。

（4）CH3MgCl易与水发生水解反应并有无色无味气体生成，则该气体应该是甲烷。所以根据原子守恒可知，另外的生成物是碱式氯化镁，因此CH3MgCl水解的化学方程式为CH3MgCl+H2O＝CH4↑+Mg(OH)Cl↓或2CH3MgCl+2H2O＝2CH4↑+Mg(OH)2↓+MgCl2。

（5）氢氧化镁溶于水存在溶解平衡Mg(OH)2（s）Mg2+（aq）+2OH¯（aq），铵根离子结合氢氧根离子生成一水合氨，降低了氢氧根离子浓度，使氢氧化镁沉淀的溶解平衡向右移动，沉淀溶解。

考点：考查镁的冶炼、试剂的性选择、物质稳定性判断、热化学方程式的书写、水解应用以及外界条件对溶解平衡的影响