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氢能的研究和利用是当今科学研究的热点之一,而寻找性能优越,安全性高、价格低廉、环保的储氢材料则成为氢能研究的关键.目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金己土系合金
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氢能的研究和利用是当今科学研究的热点之一,而寻找性能优越,安全性高、价格低廉、环保的储氢
材料则成为氢能研究的关键.目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金己土系合金等.回答下列
问题:
(1)工业上用电解无水氯化镁而不是氧化镁获得镁的原因是___.
该过程的主要能量转换形式为___.氯化镁晶体脱水是工业冶炼镁的关键工艺之一,一种氯化镁晶体脱水的方法是先将MgCl2•6H2O转化为MgCl2•NH4Cl•nNH3(铵镁复盐),然后在700℃下脱氨得到无水氯化镁,脱氨反应的化学方程式为___.
(2)储氢材料Mg(AlH4)2 在110~200℃时即可分解释放出H2,同时生成Al.Mg(AlH4)2 中氢元素的化合价为___,该分解反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___.
(3)储氢可借助有机物,如利用环氢还可逆反应来实现储氢和脱氢:
一定条件下,如图装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物).
①A为电源的___;气体M是___.
②C电极的电极反应式为___.
(4)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的储氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得.该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为Mg17Al12+17H2═12Al+17MgH2.得到的混合物X(12Al+17MgH2) 在一定条件下可释放出氢气.
①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是___.
②在足量的HC1溶液中,混合物X能完全释放H2.1mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物X与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为___.
材料则成为氢能研究的关键.目前正在研究和已经使用的储氢合金有镁系合金己土系合金等.回答下列
问题:
(1)工业上用电解无水氯化镁而不是氧化镁获得镁的原因是___.
该过程的主要能量转换形式为___.氯化镁晶体脱水是工业冶炼镁的关键工艺之一,一种氯化镁晶体脱水的方法是先将MgCl2•6H2O转化为MgCl2•NH4Cl•nNH3(铵镁复盐),然后在700℃下脱氨得到无水氯化镁,脱氨反应的化学方程式为___.
(2)储氢材料Mg(AlH4)2 在110~200℃时即可分解释放出H2,同时生成Al.Mg(AlH4)2 中氢元素的化合价为___,该分解反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___.
(3)储氢可借助有机物,如利用环氢还可逆反应来实现储氢和脱氢:
一定条件下,如图装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物).
①A为电源的___;气体M是___.
②C电极的电极反应式为___.
(4)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的储氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得.该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为Mg17Al12+17H2═12Al+17MgH2.得到的混合物X(12Al+17MgH2) 在一定条件下可释放出氢气.
①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是___.
②在足量的HC1溶液中,混合物X能完全释放H2.1mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物X与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为___.
▼优质解答
答案和解析
(1)因为氧化镁具有较高的熔点,电解氧化镁获得镁要消耗大量的电能,所以用电解无水氯化镁而不是氧化镁获得镁;电解主要是将电能转化成化学能;MgCl2•NH4Cl•nNH3,在700℃脱氨得到无水氯化镁,反应的化学方程式MgCl2•NH4Cl•nNH3
MgCl2+(n+1)NH3↑+HCl↑,
故答案为:消耗大量的电能;电能转化成化学能;MgCl2•NH4Cl•nNH3
MgCl2+(n+1)NH3↑+HCl↑;
(2)Mg(AlH4)2中Mg是+2价,Al是+3价,则H为-1价;根据题意,Mg(AlH4)2═MgH2+2Al+3H2↑,氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:2;
故答案为:-1;3:2;
(3)①根据图知,苯中的碳得电子生成环己烷,则C作阴极,阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷,电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12,D作阳极,氢氧根失电子放出氧气,所以A是负极、B是正极,气体M是氧气,故答案为:负极;氧气;
②根据图知,苯中的碳得电子生成环己烷,则C作阴极,阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷,电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12,故答案为:C6H6+6H++6e-=C6H12;
(4)①镁、铝都是活泼的金属单质,容易被空气中的氧气氧化,通入氩气作保护气,以防止二者被氧化,故答案为:防止Mg Al被空气氧化;
②1molMg17Al12完全吸氢17mol,在盐酸中会全部释放出来,镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2,生成氢气的物质的量分别为17mol、18mol,则生成氢气一共(17+17+12×
)mol=52mol,故答案为:52mol.
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故答案为:消耗大量的电能;电能转化成化学能;MgCl2•NH4Cl•nNH3
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(2)Mg(AlH4)2中Mg是+2价,Al是+3价,则H为-1价;根据题意,Mg(AlH4)2═MgH2+2Al+3H2↑,氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:2;
故答案为:-1;3:2;
(3)①根据图知,苯中的碳得电子生成环己烷,则C作阴极,阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷,电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12,D作阳极,氢氧根失电子放出氧气,所以A是负极、B是正极,气体M是氧气,故答案为:负极;氧气;
②根据图知,苯中的碳得电子生成环己烷,则C作阴极,阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷,电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12,故答案为:C6H6+6H++6e-=C6H12;
(4)①镁、铝都是活泼的金属单质,容易被空气中的氧气氧化,通入氩气作保护气,以防止二者被氧化,故答案为:防止Mg Al被空气氧化;
②1molMg17Al12完全吸氢17mol,在盐酸中会全部释放出来,镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2,生成氢气的物质的量分别为17mol、18mol,则生成氢气一共(17+17+12×
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