Question

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)用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式（固定裝置略去）．
  
（1）Mg₂Al（OH）₆Cl?xH₂O中x=1時(shí)，熱分解的化學(xué)方程式為

 

．
（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)?div id="tplnnj9" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（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，應(yīng)在裝置中先通入足量的N₂，其目的是

 

．稱取C、D的初始質(zhì)量，反應(yīng)后仍需再持續(xù)通入N₂，此時(shí)的作用是

 

、

 

等．
（4）將完全分解后的固體溶于過量的鹽酸中，充分反應(yīng)后，溶液中新生成的離子是

 

；再加入過量的NaOH溶液，反應(yīng)后溶液中新生成的離子是

 

，得到此離子的離子反應(yīng)方程式是

 

．
（5）完全分解后測(cè)得C增重3.65g、D增重9.90g，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”）．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計(jì)算

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）高溫下完全分解為MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸氣，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫方程式；
（2）應(yīng)該首先通過D裝置吸收水蒸氣，后通過C裝置吸收HCl；將氣體通過洗氣瓶進(jìn)行洗氣時(shí)，應(yīng)該從長導(dǎo)管一側(cè)通入氣體；
（3）加熱前，應(yīng)在裝置中先通入足量的N₂，其目的是排盡裝置中的空氣；為了避免引起實(shí)驗(yàn)誤差，保證反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部被裝置C、D吸收，所以要通入N₂排出裝置內(nèi)殘留的氣體，同時(shí)也是為了防止產(chǎn)生倒吸；
（4）將完全分解后的固體溶于過量的鹽酸中，充分反應(yīng)后，氧化鎂和氧化鋁溶解生成氯化鎂和氯化鋁；
再加入過量的NaOH溶液，反應(yīng)后溶液中新生成的離子是鋁離子溶于堿生成的偏氯酸鈉溶液中的偏鋁酸根離子；
（5）根據(jù)反應(yīng)的方程式定量關(guān)系計(jì)算．

解答： 解：（1）根據(jù)題給信息：高溫下完全分解為MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸氣，可寫出其化學(xué)方程式：2[Mg₂Al（OH）₆Cl?xH₂O]

高溫  .

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑，x=1，則化學(xué)方程式為：2Mg₂Al（OH）₆Cl?H₂O 

高溫  .

 4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+7H₂O↑
故答案為：2Mg₂Al（OH）₆Cl?H₂O 

高溫  .

 4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+7H₂O↑；
（2）裝置C的作用是吸收反應(yīng)生成的HCl氣體，裝置D的作用是吸收水蒸氣，應(yīng)該首先通過D裝置吸收水蒸氣，后通過C裝置吸收HCl；將氣體通過洗氣瓶進(jìn)行洗氣時(shí)，應(yīng)該從長導(dǎo)管一側(cè)通入氣體，故其連接順序是a→e→d→b；連接好裝置后首先應(yīng)該檢查裝置的氣密性，
故答案為：a→e→d→b；吸收HCl氣體；檢查裝置的氣密性；
（3）加熱前，應(yīng)在裝置中先通入足量的N₂，其目的是排盡裝置中的空氣；因?yàn)榧訜岷蟮难b置中含有殘留的HCl和水蒸氣，為了避免引起實(shí)驗(yàn)誤差，保證反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部被裝置C、D吸收，所以要通入N₂排出裝置內(nèi)殘留的氣體，同時(shí)也是為了防止產(chǎn)生倒吸，
故答案為：排盡裝置中的空氣；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；
（4）將完全分解后的固體溶于過量的鹽酸中，充分反應(yīng)后，氧化鎂和氧化鋁溶解生成氯化鎂和氯化鋁，充分反應(yīng)后，溶液中新生成的離子是Mg²⁺、Al³⁺；
再加入過量的NaOH溶液，反應(yīng)后溶液中新生成的離子是鋁離子溶于堿生成的偏氯酸鈉溶液中的偏鋁酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
故答案為：Mg²⁺、Al³⁺；AlO₂^-；Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（5）2[Mg₂Al（OH）₆Cl?xH₂O]

高溫  .

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑
                                             73     18×（5+2x）
                                             3.65g    9.90g
解得x=3，
若沒有冷卻玻璃管，由于氣溫偏高，裝置D不能將水蒸汽完全吸收而導(dǎo)致結(jié)果偏低，
故答案為：3；偏低．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)方程式的書寫，主要考查對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)流程的理解和熟悉實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)通過計(jì)算，確定水分子數(shù)．綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．