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(xué)小組現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式（固定裝置略去）．

（1）若只通過(guò)測(cè)定裝置C、D的增重來(lái)確定x，則裝置的連接順序?yàn)?div id="s2rsq1s" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（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(cè)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(cè)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(lái)提取純凈氧化鋁（冶煉鋁的原料）．
請(qǐng)補(bǔ)充該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟
實(shí)驗(yàn)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(guò)濾．
②

 

，過(guò)濾，洗滌．
③加熱
（5）下列實(shí)驗(yàn)?zāi)鼙容^鎂和鋁的金屬性強(qiáng)弱的是

 

．
a．測(cè)定鎂和鋁的導(dǎo)電性強(qiáng)弱
b．測(cè)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(guò)量NaOH溶液
d．測(cè)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

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）應(yīng)該首先通過(guò)D裝置吸收水蒸氣，后通過(guò)C裝置吸收HCl；將氣體通過(guò)洗氣瓶進(jìn)行洗氣時(shí)，應(yīng)該從長(zhǎng)導(dǎo)管一側(cè)通入氣體；裝置連接后，首先要進(jìn)行的操作是檢查裝置氣密性，防止漏氣
（2）為了避免引起實(shí)驗(yàn)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(shí)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(yīng)物和生成物書(shū)寫(xiě)方程式，根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)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(qiáng)堿氫氧化鈉溶液，氧化鎂不溶，過(guò)濾得到濾液中通入過(guò)量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀；
（5）金屬性強(qiáng)弱的判斷方法有：置換氫氣的難易程度、其最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)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(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(guò)D裝置吸收水蒸氣，后通過(guò)C裝置吸收HCl；將氣體通過(guò)洗氣瓶進(jìn)行洗氣時(shí)，應(yīng)該從長(zhǎng)導(dǎo)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(jìn)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?yàn)榧訜岷蟮难b置中含有殘留的HCl和水蒸氣，為了避免引起實(shí)驗(yàn)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(shí)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(xiě)出其化學(xué)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(méi)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(dǎo)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(qiáng)堿氫氧化鈉溶液，氧化鎂不溶，過(guò)濾得到濾液中通入過(guò)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(guò)量二氧化碳和偏鋁酸鈉溶液反應(yīng)得到氫氧化鋁沉淀；
（5）a．金屬的導(dǎo)電性強(qiáng)弱不能證明金屬的金屬性強(qiáng)弱，故a錯(cuò)誤；
b．測(cè)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(wú)法判斷水解強(qiáng)弱，從而無(wú)法確定金屬性強(qiáng)弱，故b錯(cuò)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(shuō)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(qiáng)弱，故c正確；
d．不能根據(jù)金屬與酸的反應(yīng)生成氫氣量的多少來(lái)判斷金屬性強(qiáng)弱，活潑些強(qiáng)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(yīng)生成的H₂的量，鋁多，但鎂比鋁活潑，故d錯(cuò)誤；
故答案為：c．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的組成的測(cè)定，主要考查對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)流程的理解和熟悉實(shí)驗(yàn)操作，同時(shí)通過(guò)計(jì)算，確定水分子數(shù)．綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．