Question

镁铝水滑石[Mg₂Al（OH）₆Cl?xH₂O]在高温下完全分解，其分解方程式为：2[Mg₂Al（OH）₆Cl?xH₂O]

高温  .

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑，某化学小组现用如图装置进行实验确定其化学式（固定装置略去）．

（1）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）．装置连接后，首先要进行的操作是

 

．
（2）加热前先通N₂排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，仍需持续通入N₂的作用是①

 

②

 

．
（3）完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g，则x=

 

．若将通N₂改为通干燥的空气，测定的x值将

 

（填“偏高”或“偏低”）．
（4）该小组利用镁铝水滑石分解后剩余的固体来提取纯净氧化铝（冶炼铝的原料）．
请补充该小组设计的实验操作步骤
实验中可选用的试剂：盐酸、氢氧化钠溶液、氨水、二氧化碳气体、蒸馏水
①取分解后固体于烧杯中，加入足量的

 

，玻璃棒搅拌充分反应，过滤．
②

 

，过滤，洗涤．
③加热
（5）下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是

 

．
a．测定镁和铝的导电性强弱
b．测定等物质的量浓度的Al₂（SO₄）₃和MgSO₄溶液的pH
c．分别向0.1mol?L^-1AlCl₃和0.1mol?L^-1MgCl₂溶液中逐滴加过量NaOH溶液
d．测定等物质的量的镁和铝与足量盐酸反应生成的H₂的多少．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）应该首先通过D装置吸收水蒸气，后通过C装置吸收HCl；将气体通过洗气瓶进行洗气时，应该从长导管一侧通入气体；装置连接后，首先要进行的操作是检查装置气密性，防止漏气
（2）为了避免引起实验误差，保证反应产生的气体全部被装置C、D吸收，所以要通入N₂排出装置内残留的气体，同时也是为了防止产生倒吸；
（3）高温下完全分解为MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸气，根据反应物和生成物书写方程式，根据反应的方程式计算；
（4）镁铝水滑石分解后剩余的固体为MgO、Al₂O₃、提取纯净氧化铝利用氧化铝是两性氧化物溶于强碱氢氧化钠溶液，氧化镁不溶，过滤得到滤液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀；
（5）金属性强弱的判断方法有：置换氢气的难易程度、其最高价氧化物的水化物的碱性强弱、相同类型的盐的pH大小．

解答： 解：（1）装置C的作用是吸收反应生成的HCl气体，装置D的作用是吸收水蒸气，应该首先通过D装置吸收水蒸气，后通过C装置吸收HCl；将气体通过洗气瓶进行洗气时，应该从长导管一侧通入气体，故其连接顺序是a→e→d→b；装置连接后，首先要进行的操作是检查装置气密性；
故答案为：a-e-d-b； 检查装置气密性；
（2）因为加热后的装置中含有残留的HCl和水蒸气，为了避免引起实验误差，保证反应产生的气体全部被装置C、D吸收，所以要通入N₂排出装置内残留的气体，同时也是为了防止产生倒吸，
故答案为：将分解产生的气体全部带入装置CD中完全吸收，防止产生倒吸；
（3）根据题给信息：高温下完全分解为MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸气，可写出其化学方程式：2[Mg₂Al（OH）₆Cl?xH₂O]

△   .

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑，
2[Mg₂Al（OH）₆Cl?xH₂O]

高温  .

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑
                                            73     18×（5+2x）
                                          3.65g     9.90g
解得x=3，
若没有冷却玻璃管，由于气温偏高，装置D不能将水蒸汽完全吸收而导致结果偏低，
故答案为：3； 偏低；
（4）镁铝水滑石分解后剩余的固体为MgO、Al₂O₃、提取纯净氧化铝利用氧化铝是两性氧化物溶于强碱氢氧化钠溶液，氧化镁不溶，过滤得到滤液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀；
故答案为：氢氧化钠溶液；向 滤液中通入过量二氧化碳和偏铝酸钠溶液反应得到氢氧化铝沉淀；
（5）a．金属的导电性强弱不能证明金属的金属性强弱，故a错误；
b．测定等物质的量浓度的Al₂（SO₄）₃和MgSO₄溶液的pH，能比较溶液酸碱性，镁离子和铝离子的浓度不同，所以无法判断水解强弱，从而无法确定金属性强弱，故b错误；
c．氢氧化镁不溶于氢氧化钠，而氢氧化铝能溶于氢氧化钠，说明氢氧化镁的碱性大于氢氧化铝，所以能比较两种金属的金属性强弱，故c正确；
d．不能根据金属与酸的反应生成氢气量的多少来判断金属性强弱，活泼些强的金属不一定比活泼些弱的金属放出氢气多，镁和铝与足量盐酸反应生成的H₂的量，铝多，但镁比铝活泼，故d错误；
故答案为：c．

点评：本题考查物质的组成的测定，主要考查对实验装置和实验流程的理解和熟悉实验操作，同时通过计算，确定水分子数．综合性较强，题目难度中等．