Question

7．鎂和鋁的單質及化合物在生產生活中有廣泛的用途．
（1）向集滿CO₂的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液，立即封閉罐口，易拉罐漸漸凹癟；再過一段時間，罐壁又重新凸起．上述實驗過程中發(fā)生的主要離子反應有CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬．工業(yè)上可由金紅石（TiO₂） 制取單質Ti，涉及的步驟為：TiO₂→TiCl₄$→_{800℃，Ar}^{Mg}$．第二步反應的化學方程式為2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{Ar}$2MgCl₂+Ti，該反應在Ar氣氛中進行的理由是防止Mg被氧化．
（3）化合物Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄可作環(huán)保型阻燃材料，受熱時按如下化學方程式分解：
□Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄$\stackrel{△}{→}$□MgO+□Al₂O₃+□H₂O（配平該方程式）
①寫出該化合物作阻燃劑的依據反應吸熱降低溫度，固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣．（寫出一條依據即可）
②用離子方程式表示除去MgO、Al₂O₃混合物中Al₂O₃的原理Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）向集滿CO₂的鋁罐中加入過量氫氧化鈉，首先CO₂與氫氧化鈉反應，發(fā)生反應為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，表現為鋁罐變癟；接著過量的氫氧化鈉再與鋁罐反應生成氫氣，發(fā)生反應為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，則罐壁又重新凸起；因鋁罐表面有氧化膜Al₂O₃，則又能夠發(fā)生反應：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，據此進行解答；
（2）鎂與四氯化鈦發(fā)生置換反應生成單質鈦和氯化鎂；在Ar氣氛中進行的理由是防止鎂被氧化；
（3）根據質量守恒配平如下：2Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$27H₂O↑+10MgO+3Al₂O₃ ，
①分解反應是吸熱反應且生成的氧化鎂、氧化鋁的熔點高；
②氧化鎂是堿性氧化物，氧化鋁是兩性氧化物，依據二者性質不同除去．

解答 解：（1）向集滿CO₂的鋁罐中加入過量氫氧化鈉，首先CO₂與氫氧化鈉反應，發(fā)生反應為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，表現為鋁罐變癟；
接著過量的氫氧化鈉再與鋁罐反應生成氫氣，發(fā)生反應為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，則罐壁又重新凸起；
因鋁罐表面有氧化膜Al₂O₃，則又能夠發(fā)生反應：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）鎂與四氯化鈦發(fā)生置換反應生成單質鈦和氯化鎂，反應方程式為：2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{Ar}$2MgCl₂+Ti；在Ar氣氛中進行的理由是防止鎂被氧化，故答案為：2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{Ar}$2MgCl₂+Ti；防止Mg被氧化；
（3）根據質量守恒配平如下：2Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$27H₂O↑+10MgO+3Al₂O₃ ，故答案為：2；10；3；27H₂O；
①分解反應是吸熱反應，降低溫度，生成的氧化鎂和氧化鋁都是熔點很高的氧化物，附著表面會阻止燃燒，水蒸氣稀釋空氣．
故答案為：反應吸熱降低溫度，固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣；
②氧化鎂是堿性氧化物溶于酸，氧化鋁是兩性氧化物溶于酸、溶于堿，加入氫氧化鈉溶解后過濾除去，反應的離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．

點評 本題考查了鎂鋁化合物性質，鹽類水解的原理應用，主要是氧化鎂、氧化鋁性質的熟練掌握，題目難度不大．