A、Mg和Mg²⁺是同一种元素，正确；
B、Mg和Mg²⁺的最外层电子数不同，化学性质不同，正确；
C、Mg比Mg²⁺的核内质子数相同，错误；
D、镁原子失去2电子形成的是镁离子，Mg比Mg²⁺多两个电子，正确；
故选C．