Question

【題目】【題目】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)用下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___________________________。

（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)6Cl1－2y·(CO3)y·zH2O]，該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應。現(xiàn)以此物質為樣品，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】 2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O==4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O↑ aedb 吸收HCl氣體 檢查氣密性 將分解產生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收 防止產生倒吸 3 偏低 裝置C的增重及樣品質量(樣品質量及樣品分解后殘余物質量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質量)

【解析】（1）從題目可以知道，[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]在高溫下完全分解為MgO＋Al2O3＋HCl和水蒸氣，分解產物已經確定，配平即可得到化學方程式。

（2）x是結晶水的系數(shù)，確定x需要測定分解產物中水蒸氣的質量及氣體的質量，則需先用濃硫酸來吸收尾氣中的水蒸氣，然后NaOH吸收HCl，通過濃硫酸的增重來計算水蒸氣，再通過NaOH溶液的增重來計算HCl，且順序不能顛倒，因為尾氣先經NaOH溶液會帶出部分水蒸氣，造成較大誤差，故連接順序為aedb；NaOH與酸性氣體HCl發(fā)生反應，故C的作用是吸收HCl氣體；這個反應有大量氣體生成，實驗前必須檢查實驗裝置的氣密性，故首先要進行的操作的名稱是檢查氣密性。

（3）N2不會與體系的任一物質發(fā)生反應，故持續(xù)通入N2能把分解的氣體全部帶入裝置C、D，另外，反應中產生的氣體都被吸收，容易造成倒吸，持續(xù)通入能防止產生倒吸。

（4）由化學方程式可知水蒸氣和HCl氣體的比例關系為： ，故x=3；若取消冷卻玻管B后進行實驗，溫度過高的水蒸氣會影響裝置D濃硫酸的吸收，由比例關系式： 可知，x的值會偏低。

（5）[Mg2Al(OH)6Cl1－2y·(CO3)y·zH2O]與[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]的高溫分解反應類似，但還有無法用上述裝置測量的H2，故除了裝置D的增重，還需測量另外兩個變化量，如測量樣品質量、樣品分解后殘余物質量和裝置C的增重，故還需測量裝置C的增重及樣品質量（樣品質量及樣品分解后殘余物質量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質量）。