Question

4．氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]是一種新型離子交換材料，其在高溫下完全分解為MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸氣，現用如圖裝置進行實驗確定其化學式（固定裝置略去）．

（1）Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O熱分解的化學方程式為2[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑．
（2）若只通過測定裝置C、D的增重來確定x，則裝置的連接順序為a→e→d→b按氣流方向，用接口字母表示），其中C的作用是吸收HCl氣體．裝置連接后，首先要進行的操作名稱是檢查裝置的氣密性．
（3）加熱前先通過N₂排盡裝置中的空氣，反應完成后，再持續通入N₂的作用是將分解產生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收，防止產生倒吸．
（4）完全分解后測得C增重3.65g、D增重9.90g，則x=3．

Answer 1

分析 （1）高溫下完全分解為MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸氣，根據反應物和生成物書寫方程式；
（2）應該首先通過D裝置吸收水蒸氣，后通過C裝置吸收HCl；將氣體通過洗氣瓶進行洗氣時，應該從長導管一側通入氣體；
（3）為了避免引起實驗誤差，保證反應產生的氣體全部被裝置C、D吸收，所以要通入N₂排出裝置內殘留的氣體，同時也是為了防止產生倒吸；
（4）根據反應的方程式計算．

解答 解：（1）根據題給信息：高溫下完全分解為MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸氣，可寫出其化學方程式：2[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑，
故答案為：2[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑；
（2）裝置C的作用是吸收反應生成的HCl氣體，裝置D的作用是吸收水蒸氣，應該首先通過D裝置吸收水蒸氣，后通過C裝置吸收HCl；將氣體通過洗氣瓶進行洗氣時，應該從長導管一側通入氣體，故其連接順序是a→e→d→b；連接好裝置后首先應該檢查裝置的氣密性，
故答案為：a→e→d→b；吸收HCl氣體；檢查裝置的氣密性；
（3）因為加熱后的裝置中含有殘留的HCl和水蒸氣，為了避免引起實驗誤差，保證反應產生的氣體全部被裝置C、D吸收，所以要通入N₂排出裝置內殘留的氣體，同時也是為了防止產生倒吸，
故答案為：將分解產生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收，防止產生倒吸；
（4）2[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑
                                          73      18×（5+2x）
                                          3.65g    9.90g
則$\frac{73}{3.65g}$=$\frac{18×（5+2x）}{9.90g}$
解得x=3，
故答案為：3．

點評 本題考查化學方程式的書寫，主要考查對實驗裝置和實驗流程的理解和熟悉實驗操作，同時通過計算，確定水分子數．綜合性較強，題目難度較大．