Question

10．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．例如，在某聚乙烯樹脂中加入等質(zhì)量由特殊工藝制各的阻燃型Mg（OH）₂，樹脂可燃性大大降低．該Mg（OH）₂的生產(chǎn)工藝如下：
→合成→水熱處理→過濾→水洗→表面處理→過濾水洗→干燥
（1）精制鹵水中的MgCl₂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，過濾、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）△H₁=+81.5kJ•mol^-1
Al（OH）₃（s）═XAl₂O₃（s）+$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H₂=+87.7kJ•mol^-1
①M(fèi)g（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
②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：81.5kJ•mol^-1/58g•mol^-1=1.41 kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸熱效率為：87.7kJ•mol^-1/78g•mol^-1=1.12 kJ•g^-1等質(zhì)量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多．
（5）常用阻燃荊主要有三類：A．鹵系，如四溴乙烷；B．磷系，如磷酸三苯酯；C．無機(jī)類Mg（OH）₂和Al（OH）₃．從環(huán)保的角度考慮，應(yīng)用時(shí)較理想的阻燃劑是C，理由是A會(huì)破壞臭氧層，B中的磷元素會(huì)造成藻類生物的大量繁殖．

Answer 1

分析 （1）石灰乳是氫氧化鈣，依據(jù)題干信息以及元素守恒書寫化學(xué)反應(yīng)方程式即可；
（2）由化學(xué)反應(yīng)原理以及方程式判斷物質(zhì)殘留，然后回到即可；
（3）根據(jù)氫氧化鎂的流程步驟分析即可；
（4）①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；②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）鹵代烴會(huì)破壞臭氧層，磷元素會(huì)造成藻類生物的大量繁殖．

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4余氫氧化鈣，故水洗的目的是：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）①M(fèi)g（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，
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；
②Mg（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；Mg（OH）₂的吸熱效率為：81.5kJ•mol^-1/58g•mol^-1=1.41 kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸熱效率為：87.7kJ•mol^-1/78g•mol^-1=1.12 kJ•g^-1等質(zhì)量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多；
（5）A會(huì)破壞臭氧層，B中的磷元素會(huì)造成藻類生物的大量繁殖．無機(jī)類的氫氧化鎂和氫氧化鋁具有消煙、無毒、腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)，所以選C．
故答案為：C；A會(huì)破壞臭氧層，B中的磷元素會(huì)造成藻類生物的大量繁殖．

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，為高頻考點(diǎn)，難度較大，認(rèn)真分析各步反應(yīng)原理是解決此類題目的關(guān)鍵．