Question

【題目】【題目】氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一種新型離子交換材料，其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣。現(xiàn)用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。

（1）Mg2Al(OH)6Cl·xH2O熱分解的化學(xué)方程式___________________________。

（2）若只通過測(cè)定裝置C、D的增重來確定x，則裝置的連接順序?yàn)?/span>________(按氣流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是________。裝置連接后，首先要進(jìn)行的操作的名稱是________。

（3）加熱前先通N2排盡裝置中的空氣，稱取C、D的初始質(zhì)量后，再持續(xù)通入N2的作用是______________________、_________________等。

（4）完全分解后測(cè)得C增重3.65 g、D增重9.90 g，則x＝________。若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定的x值將________(填“偏高”或“偏低”)。

（5）上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成[Mg2Al(OH)6Cl1－2y·(CO3)y·zH2O]，該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng)。現(xiàn)以此物質(zhì)為樣品，用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定z，除測(cè)定D的增重外，至少還需測(cè)定___________。

Answer 1

【答案】 2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O==4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O↑ aedb 吸收HCl氣體 檢查氣密性 將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收 防止產(chǎn)生倒吸 3 偏低 裝置C的增重及樣品質(zhì)量(樣品質(zhì)量及樣品分解后殘余物質(zhì)量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)量)

【解析】（1）從題目可以知道，[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]在高溫下完全分解為MgO＋Al2O3＋HCl和水蒸氣，分解產(chǎn)物已經(jīng)確定，配平即可得到化學(xué)方程式。

（2）x是結(jié)晶水的系數(shù)，確定x需要測(cè)定分解產(chǎn)物中水蒸氣的質(zhì)量及氣體的質(zhì)量，則需先用濃硫酸來吸收尾氣中的水蒸氣，然后NaOH吸收HCl，通過濃硫酸的增重來計(jì)算水蒸氣，再通過NaOH溶液的增重來計(jì)算HCl，且順序不能顛倒，因?yàn)槲矚庀冉?jīng)NaOH溶液會(huì)帶出部分水蒸氣，造成較大誤差，故連接順序?yàn)?/span>aedb；NaOH與酸性氣體HCl發(fā)生反應(yīng)，故C的作用是吸收HCl氣體；這個(gè)反應(yīng)有大量氣體生成，實(shí)驗(yàn)前必須檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性，故首先要進(jìn)行的操作的名稱是檢查氣密性。

（3）N2不會(huì)與體系的任一物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，故持續(xù)通入N2能把分解的氣體全部帶入裝置C、D，另外，反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體都被吸收，容易造成倒吸，持續(xù)通入能防止產(chǎn)生倒吸。

（4）由化學(xué)方程式可知水蒸氣和HCl氣體的比例關(guān)系為： ，故x=3；若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，溫度過高的水蒸氣會(huì)影響裝置D濃硫酸的吸收，由比例關(guān)系式： 可知，x的值會(huì)偏低。

（5）[Mg2Al(OH)6Cl1－2y·(CO3)y·zH2O]與[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]的高溫分解反應(yīng)類似，但還有無法用上述裝置測(cè)量的H2，故除了裝置D的增重，還需測(cè)量另外兩個(gè)變化量，如測(cè)量樣品質(zhì)量、樣品分解后殘余物質(zhì)量和裝置C的增重，故還需測(cè)量裝置C的增重及樣品質(zhì)量（樣品質(zhì)量及樣品分解后殘余物質(zhì)量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)量）。