Question

19．往有機聚合物中添加阻燃劑，可增加聚合物的使用安全性，擴大其應用范圍．Mg（OH）₂是一種常用的阻燃劑，生產工藝如圖：

完成下列填空：
（1）精制鹵水中MgCl₂的與適量石灰乳反應合成堿式氯化鎂[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，反應的化學方程式為2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂．
（2）合成反應后，繼續(xù)在393K～523K下水熱處理8h，發(fā)生反應：
Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O→（1$\frac{x}{2}$）　Mg（OH）₂+$\frac{x}{2}$MgCl₂+mH₂O
水熱處理后，進行過濾、水洗．水洗的目的是除去附著在Mg（OH）₂表面的可溶性物質MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等．
（3）阻燃型 Mg（OH）₂具有晶粒大，易分散、與高分子材料相容性好等特點．上述工藝流程中與此有關的步驟是水熱處理、表面處理．
（4）已知熱化學方程式：Mg（OH）₂（s）═MgO（s）+H₂O（g）△H=+81.5kJ•mol^-1
Al（OH）₃（s）═$\frac{1}{2}$Al₂O₃（s）+$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H=+87.7kJ•mol^-1
Mg（OH）₂和Al（OH）₃起阻燃作用的主要原因是Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al₂O₃覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳．
等質量 Mg（OH）₂和Al（OH）₃ 相比，阻燃效果較好的是Mg（OH）₂，原因是Mg（OH）₂的吸熱效率為$\frac{81.5KJ/mol}{58g/mol}$=1.41kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸熱效率為$\frac{87.7KJ/mol}{78g/mol}$=1.12kJ•g^-1，等質量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多．
（5）該工業(yè)生產的原料還可以用來提取金屬鎂．請設計提取金屬鎂的工藝流程（框內寫產物名稱，箭頭上標明轉化條件）：

Answer 1

分析 （1）石灰乳是氫氧化鈣，根據(jù)題干信息以及元素守恒書寫化學反應方程式即可；
（2）反應除生產氫氧化鎂外，還生成MgCl₂、CaCl₂，另外還可能剩余氫氧化鈣，由化學反應原理以及方程式判斷物質殘留來解答；
（3）根據(jù)氫氧化鎂的流程步驟分析即可，阻燃型Mg（OH）₂具有晶粒大，易分散、與高分子材料相容性好等特點；
（4）Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時吸收大量的熱，根據(jù)Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解的反應熱及其氧化物的熔點分析；根據(jù)等質量的氫氧化物分解時吸收的熱量相對大小分析；
（5）提取鎂的流程中，先加入熟石灰，熟石灰與精制鹵水中的氯化鎂反應試畫出氫氧化鎂白色沉淀，過濾后再加入鹽酸，氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和水，蒸發(fā)得到氯化鎂，氯化鎂在通電的條件下生成鎂和氯氣．

解答 解：（1）石灰乳是氫氧化鈣，MgCl₂與適量石灰乳反應合成堿式氯化鎂[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，依據(jù)元素守恒，化學反應方程式為：2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂；
故答案為：2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂；
（2）此反應除生產氫氧化鎂外，還生成MgCl₂、CaCl₂，另外還可能剩余氫氧化鈣，所以水洗的目的是除去附著在Mg（OH）₂表面的可溶性物質MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等；
故答案為：除去附著在Mg（OH）₂表面的可溶性物質MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等；
（3）阻燃型Mg（OH）₂具有晶粒大，易分散、與高分子材料相容性好等特點，上述工藝流程中通過水熱處理和表面處理可以使氫氧化鎂晶體具有此特點；
故答案為：水熱處理、表面處理；
（4）Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降，使環(huán)境穩(wěn)定達到著火點以下，阻止了燃料的燃燒；且同時生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al₂O₃覆蓋在可燃物表面，使阻燃效果更佳，Mg（OH）₂的吸熱效率為：$\frac{81.5KJ/mol}{58g/mol}$=1.41 kJ•g^-1；Al（OH）₃的吸熱效率為：$\frac{87.7KJ/mol}{78g/mol}$=1.12 kJ•g^-1；
等質量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多，所以阻燃效果較好的是Mg（OH）₂；
故答案為：Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al₂O₃覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳；
Mg（OH）₂；Mg（OH）₂的吸熱效率為$\frac{81.5KJ/mol}{58g/mol}$=1.41 kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸熱效率為$\frac{87.7KJ/mol}{78g/mol}$=1.12 kJ•g^-1，等質量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多；
（5）提取鎂的流程中，先加入熟石灰，熟石灰與精制鹵水中的氯化鎂反應試畫出氫氧化鎂白色沉淀，過濾后再加入鹽酸，氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和水，蒸發(fā)得到氯化鎂，氯化鎂在通電的條件下生成鎂和氯氣，故此流程如下：；
故答案為：．

點評 本題主要考查的是工業(yè)生產流程圖，涉及知識點較多，培養(yǎng)了學生分析問題的能力，掌握各步反應原理是解決此類題目的關鍵，題目難度中等．