Question

【题目】【题目】氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。现用下图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。

（1）Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解的化学方程式___________________________。

（2）若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为________(按气流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是________。装置连接后，首先要进行的操作的名称是________。

（3）加热前先通N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2的作用是______________________、_________________等。

（4）完全分解后测得C增重3.65 g、D增重9.90 g，则x＝________。若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将________(填“偏高”或“偏低”)。

（5）上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al(OH)6Cl1－2y·(CO3)y·zH2O]，该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品，用(2)中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定___________。

Answer 1

【答案】 2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O==4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O↑ aedb 吸收HCl气体 检查气密性 将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收 防止产生倒吸 3 偏低 装置C的增重及样品质量(样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量)

【解析】（1）从题目可以知道，[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]在高温下完全分解为MgO＋Al2O3＋HCl和水蒸气，分解产物已经确定，配平即可得到化学方程式。

（2）x是结晶水的系数，确定x需要测定分解产物中水蒸气的质量及气体的质量，则需先用浓硫酸来吸收尾气中的水蒸气，然后NaOH吸收HCl，通过浓硫酸的增重来计算水蒸气，再通过NaOH溶液的增重来计算HCl，且顺序不能颠倒，因为尾气先经NaOH溶液会带出部分水蒸气，造成较大误差，故连接顺序为aedb；NaOH与酸性气体HCl发生反应，故C的作用是吸收HCl气体；这个反应有大量气体生成，实验前必须检查实验装置的气密性，故首先要进行的操作的名称是检查气密性。

（3）N2不会与体系的任一物质发生反应，故持续通入N2能把分解的气体全部带入装置C、D，另外，反应中产生的气体都被吸收，容易造成倒吸，持续通入能防止产生倒吸。

（4）由化学方程式可知水蒸气和HCl气体的比例关系为： ，故x=3；若取消冷却玻管B后进行实验，温度过高的水蒸气会影响装置D浓硫酸的吸收，由比例关系式： 可知，x的值会偏低。

（5）[Mg2Al(OH)6Cl1－2y·(CO3)y·zH2O]与[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]的高温分解反应类似，但还有无法用上述装置测量的H2，故除了装置D的增重，还需测量另外两个变化量，如测量样品质量、样品分解后残余物质量和装置C的增重，故还需测量装置C的增重及样品质量（样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量）。