Question

7．鎂和鋁的單質(zhì)及化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛的用途．
（1）向集滿CO₂的鋁制易拉罐中加入過(guò)量NaOH濃溶液，立即封閉罐口，易拉罐漸漸凹癟；再過(guò)一段時(shí)間，罐壁又重新凸起．上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的主要離子反應(yīng)有CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O、2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑．
（2）鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬．工業(yè)上可由金紅石（TiO₂） 制取單質(zhì)Ti，涉及的步驟為：TiO₂→TiCl₄$→_{800℃，Ar}^{Mg}$．第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{Ar}$2MgCl₂+Ti，該反應(yīng)在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是防止Mg被氧化．
（3）化合物Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄可作環(huán)保型阻燃材料，受熱時(shí)按如下化學(xué)方程式分解：
□Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄$\stackrel{△}{→}$□MgO+□Al₂O₃+□H₂O（配平該方程式）
①寫(xiě)出該化合物作阻燃劑的依據(jù)反應(yīng)吸熱降低溫度，固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣．（寫(xiě)出一條依據(jù)即可）
②用離子方程式表示除去MgO、Al₂O₃混合物中Al₂O₃的原理Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）向集滿CO₂的鋁罐中加入過(guò)量氫氧化鈉，首先CO₂與氫氧化鈉反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，表現(xiàn)為鋁罐變癟；接著過(guò)量的氫氧化鈉再與鋁罐反應(yīng)生成氫氣，發(fā)生反應(yīng)為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，則罐壁又重新凸起；因鋁罐表面有氧化膜Al₂O₃，則又能夠發(fā)生反應(yīng)：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，據(jù)此進(jìn)行解答；
（2）鎂與四氯化鈦發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)鈦和氯化鎂；在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是防止鎂被氧化；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒配平如下：2Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$27H₂O↑+10MgO+3Al₂O₃ ，
①分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)且生成的氧化鎂、氧化鋁的熔點(diǎn)高；
②氧化鎂是堿性氧化物，氧化鋁是兩性氧化物，依據(jù)二者性質(zhì)不同除去．

解答 解：（1）向集滿CO₂的鋁罐中加入過(guò)量氫氧化鈉，首先CO₂與氫氧化鈉反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O，表現(xiàn)為鋁罐變癟；
接著過(guò)量的氫氧化鈉再與鋁罐反應(yīng)生成氫氣，發(fā)生反應(yīng)為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，則罐壁又重新凸起；
因鋁罐表面有氧化膜Al₂O₃，則又能夠發(fā)生反應(yīng)：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：CO₂+2OH^-=CO₃^2-+H₂O；2Al+2H₂O+2OH^-=2AlO₂^-+3H₂↑；
（2）鎂與四氯化鈦發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)鈦和氯化鎂，反應(yīng)方程式為：2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{Ar}$2MgCl₂+Ti；在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是防止鎂被氧化，故答案為：2Mg+TiCl₄ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{Ar}$2MgCl₂+Ti；防止Mg被氧化；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒配平如下：2Mg₅Al₃（OH）₁₉（H₂O）₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$27H₂O↑+10MgO+3Al₂O₃ ，故答案為：2；10；3；27H₂O；
①分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降低溫度，生成的氧化鎂和氧化鋁都是熔點(diǎn)很高的氧化物，附著表面會(huì)阻止燃燒，水蒸氣稀釋空氣．
故答案為：反應(yīng)吸熱降低溫度，固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣；
②氧化鎂是堿性氧化物溶于酸，氧化鋁是兩性氧化物溶于酸、溶于堿，加入氫氧化鈉溶解后過(guò)濾除去，反應(yīng)的離子方程式為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鎂鋁化合物性質(zhì)，鹽類水解的原理應(yīng)用，主要是氧化鎂、氧化鋁性質(zhì)的熟練掌握，題目難度不大．