Question

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]

高溫  .

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑，某化學小組現(xiàn)用如圖裝置進行實驗確定其化學式（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3.65g、D增重9.90g，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、二氧化碳氣體、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，過濾．
②

 

，過濾，洗滌．
③加熱
（5）下列實驗能比較鎂和鋁的金屬性強弱的是

 

．
a．測定鎂和鋁的導電性強弱
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0.1mol?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生成的H₂的多少．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）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；裝置連接后，首先要進行的操作是檢查裝置氣密性，防止漏氣
（2）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；
（3）高溫下完全分解為MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸氣，根據(jù)反應物和生成物書寫方程式，根據(jù)反應的方程式計算；
（4）鎂鋁水滑石分解后剩余的固體為MgO、Al₂O₃、提取純凈氧化鋁利用氧化鋁是兩性氧化物溶于強堿氫氧化鈉溶液，氧化鎂不溶，過濾得到濾液中通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀；
（5）金屬性強弱的判斷方法有：置換氫氣的難易程度、其最高價氧化物的水化物的堿性強弱、相同類型的鹽的pH大小．

解答： 解：（1）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；裝置連接后，首先要進行的操作是檢查裝置氣密性；
故答案為：a-e-d-b； 檢查裝置氣密性；
（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，
故答案為：將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置CD中完全吸收，防止產(chǎn)生倒吸；
（3）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[Mg₂Al（OH）₆Cl?xH₂O]

高溫  .

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑
                                            73     18×（5+2x）
                                          3.65g     9.90g
解得x=3，
若沒有冷卻玻璃管，由于氣溫偏高，裝置D不能將水蒸汽完全吸收而導致結(jié)果偏低，
故答案為：3； 偏低；
（4）鎂鋁水滑石分解后剩余的固體為MgO、Al₂O₃、提取純凈氧化鋁利用氧化鋁是兩性氧化物溶于強堿氫氧化鈉溶液，氧化鎂不溶，過濾得到濾液中通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀；
故答案為：氫氧化鈉溶液；向 濾液中通入過量二氧化碳和偏鋁酸鈉溶液反應得到氫氧化鋁沉淀；
（5）a．金屬的導電性強弱不能證明金屬的金屬性強弱，故a錯誤；
b．測定等物質(zhì)的量濃度的Al₂（SO₄）₃和MgSO₄溶液的pH，能比較溶液酸堿性，鎂離子和鋁離子的濃度不同，所以無法判斷水解強弱，從而無法確定金屬性強弱，故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．不能根據(jù)金屬與酸的反應生成氫氣量的多少來判斷金屬性強弱，活潑些強的金屬不一定比活潑些弱的金屬放出氫氣多，鎂和鋁與足量鹽酸反應生成的H₂的量，鋁多，但鎂比鋁活潑，故d錯誤；
故答案為：c．

點評：本題考查物質(zhì)的組成的測定，主要考查對實驗裝置和實驗流程的理解和熟悉實驗操作，同時通過計算，確定水分子數(shù)．綜合性較強，題目難度中等．