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�，F(xiàn)用如圖裝置進行實驗確定其化學式(固定裝置略去)。

(1)Mg₂Al(OH)₆Cl·xH₂O熱分解的化學方程式為_______________

_________________________________________________________。

(2)若只通過測定裝置C、D的增重來確定x，則裝置的連接順序為________(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后進行實驗，測定的x值將________(填“偏高”或“偏低”)。

(5)上述水滑石在空氣中放置時易發(fā)生反應生成[Mg₂Al(OH)₆Cl_1－2x(CO₃)_y·zH₂O]，該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應�，F(xiàn)以此物質(zhì)為樣品，用(2)中連接的裝置和試劑進行實驗測定z，除測定D的增重外，至少還需測定______________________________________________

__________________________________________________________。

 

Answer 1

答案：(1)2[Mg₂Al(OH)₆Cl·xH₂O]4MgO＋Al₂O₃＋2HCl↑＋(5＋2x)H₂O↑

(2)a→e→d→b  吸收HCl氣體  檢查裝置的氣密性

(3)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(合理答案均給分)

(4)3  偏低

(5)裝置C的增重及樣品質(zhì)量(或樣品質(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)根據(jù)題給信息：高溫下完全分解為MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸氣，可寫出其化學方程式：2[Mg₂Al(OH)₆Cl·xH₂O]4MgO＋Al₂O₃＋2HCl↑＋(5＋2x)H₂O↑；

(2)裝置C的作用是吸收反應生成的HCl氣體，裝置D的作用是吸收水蒸氣，應該首先通過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行洗氣時，應該從長導管一側(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該檢查裝置的氣密性；

(3)因為加熱后的裝置中含有殘留的HCl和水蒸氣，為了避免引起實驗誤差，保證反應產(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，同時也是為了防止產(chǎn)生倒吸；

(4)2[Mg₂Al(OH)₆Cl·xH₂O]4MgO＋Al₂O₃＋

2HCl↑＋(5＋2x)H₂O↑

  73     18×(5＋2x)

  3.65 g  9.9 g

＝

解得：x＝3

若沒有冷卻玻璃管，由于氣體濕度高，裝置D不能將水蒸氣充分吸收從而造成結(jié)果偏低。

(5)由于化學式中出現(xiàn)了兩個未知數(shù)，所以必須要測量3個數(shù)據(jù)，列二元一次方程組進行求解，所以除測定D的增重外，至少還需測定兩個數(shù)據(jù)：裝置C的增重及樣品質(zhì)量(或樣品質(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)。