Question

(15分)鎂鋁水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]在高溫下完全分解，其分解方程式為：

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

某化學(xué)小組現(xiàn)用下圖裝置進(jìn)行實驗確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。

（1）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)。裝置連接后，首先要進(jìn)行的操作是______________。

（2）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，仍需持續(xù)通入N2的作用是

①____________________________②_________________________________。

（3）完全分解后測得C增重3.65 g、D增重9.90 g，則x=_________________。若將通N2改為通干燥的空氣，測定的x值將_________(填“偏高”或“偏低”)。

（4）該小組利用鎂鋁水滑石分解后剩余的固體來提取純凈氧化鋁(冶煉鋁的原料)。

請補充該小組設(shè)計的實驗操作步驟

【實驗中可選用的試劑：鹽酸、氫氧化鈉溶液、氨水、二氧化碳?xì)怏w、蒸餾水】

①取分解后固體于燒杯中，加入足量的_____________，玻璃棒攪拌充分反應(yīng)，過濾。

②______________________________________________，過濾，洗滌。

③加熱

（5）下列實驗?zāi)鼙容^鎂和鋁的金屬性強弱的是______________。

a．測定鎂和鋁的導(dǎo)電性強弱

b．測定等物質(zhì)的量濃度的Al2(SO4)3和MgSO4溶液的pH

c．分別向0.1mol·L-1AlCl3和0.1 mol·L-1MgCl2溶液中逐滴加過量NaOH溶液

d．測定等物質(zhì)的量的鎂和鋁與足量鹽酸反應(yīng)生成的H2的多少

 

Answer 1

（1）a→e→d→c；檢查裝置的氣密性

（2）將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收；防止發(fā)生倒吸 （3）3；偏低

（4）氫氧化鈉溶液；向濾液中通入足量的二氧化碳?xì)怏w （5）c

【解析】

試題分析：（1）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，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→c；裝置連接后，首先要進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性。

（2）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(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，同時也是為了防止產(chǎn)生倒吸。

（3）2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑

73 18×（5+2x）

3.65g 9.90g

解得x＝3；若將通N2改為通干燥的空氣，由于空氣中含有CO2也能把氫氧化鈉溶液吸收，導(dǎo)致C瓶增重偏大，因此測定的x值將偏低。

（4）鎂鋁水滑石分解后剩余的固體是氧化鎂和氧化鋁，由于氧化鋁是兩性氧化物，而氧化鎂是堿性氧化物，因此首先利用堿液溶解氧化鋁，過濾得到氧化鎂。向濾液中通入足量的CO2氣體即可將偏鋁酸鹽轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁，過濾、洗滌、加熱分解即可得到氧化鋁。

（5）a．測定鎂和鋁的導(dǎo)電性強弱不能確定金屬性強弱，a錯誤；b．測定等物質(zhì)的量濃度的Al2(SO4)3和MgSO4溶液的pH，但由于溶液中鋁離子與鎂離子的濃度不同，因此不能依據(jù)pH大小確定水解程度，進(jìn)而確定金屬性強弱，b錯誤；c．氫氧化鎂不溶于氫氧化鈉，而氫氧化鋁能溶于氫氧化鈉，說明氫氧化鎂的堿性大于氫氧化鋁，所以能比較兩種金屬的金屬性強弱，故c正確；d．測定等物質(zhì)的量的鎂和鋁與足量鹽酸反應(yīng)生成的H2的多少不能確定二者的金屬性強弱，金屬性強弱只與二者失去電子的難易程度有關(guān)系，與二者失去電子的多少無關(guān)系，d錯誤，答案選c。