Question

19．往有機(jī)聚合物中添加阻燃劑，可增加聚合物的使用安全性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍．Mg（OH）₂是一種常用的阻燃劑，生產(chǎn)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(yīng)合成堿式氯化鎂[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)后，繼續(xù)在393K～523K下水熱處理8h，發(fā)生反應(yīng)：
Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O→（1$\frac{x}{2}$）　Mg（OH）₂+$\frac{x}{2}$MgCl₂+mH₂O
水熱處理后，進(jìn)行過(guò)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(zhì)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(diǎn)．上述工藝流程中與此有關(guān)的步驟是水熱處理、表面處理．
（4）已知熱化學(xué)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(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時(shí)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(zhì)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(zhì)量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多．
（5）該工業(yè)生產(chǎn)的原料還可以用來(lái)提取金屬鎂．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)提取金屬鎂的工藝流程（框內(nèi)寫(xiě)產(chǎn)物名稱，箭頭上標(biāo)明轉(zhuǎn)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(shū)寫(xiě)化學(xué)反應(yīng)方程式即可；
（2）反應(yīng)除生產(chǎn)氫氧化鎂外，還生成MgCl₂、CaCl₂，另外還可能剩余氫氧化鈣，由化學(xué)反應(yīng)原理以及方程式判斷物質(zhì)殘留來(lái)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(diǎn)；
（4）Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時(shí)吸收大量的熱，根據(jù)Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解的反應(yīng)熱及其氧化物的熔點(diǎn)分析；根據(jù)等質(zhì)量的氫氧化物分解時(shí)吸收的熱量相對(duì)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(yīng)試畫(huà)出氫氧化鎂白色沉淀，過(guò)濾后再加入鹽酸，氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)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(yīng)合成堿式氯化鎂[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，依據(jù)元素守恒，化學(xué)反應(yīng)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(yīng)除生產(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(diǎn)，上述工藝流程中通過(guò)水熱處理和表面處理可以使氫氧化鎂晶體具有此特點(diǎn)；
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(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降，使環(huán)境穩(wěn)定達(dá)到著火點(diǎn)以下，阻止了燃料的燃燒；且同時(shí)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(zhì)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(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時(shí)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(zhì)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(yīng)試畫(huà)出氫氧化鎂白色沉淀，過(guò)濾后再加入鹽酸，氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)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(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是工業(yè)生產(chǎn)流程圖，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題的能力，掌握各步反應(yīng)原理是解決此類題目的關(guān)鍵，題目難度中等．