Question

18．往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围．Mg（OH）₂是一种常用的阻燃剂，生产工艺如图1：

完成下列填空：
（1）精制卤水中MgCl₂的与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，反应的化学方程式为2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂．
（2）合成反应后，继续在393K～523K下水热处理8h，发生反应：
Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O→（1-$\frac{x}{2}$）　Mg（OH）₂+$\frac{x}{2}$MgCl₂+mH₂O，水热处理后，进行过滤、水洗．水洗的目的是除去附着在Mg（OH）₂表面的可溶性物质MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等．
（3）阻燃型 Mg（OH）₂具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点．上述工艺流程中与此有关的步骤是水热处理、表面处理．
（4）已知热化学方程式：Mg（OH）₂（s）═MgO（s）+H₂O（g）△H=+81.5kJ•mol^-1
Al（OH）₃（s）═$\frac{1}{2}$Al₂O₃（s）+$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H=+87.7kJ•mol^-1
Mg（OH）₂和Al（OH）₃起阻燃作用的主要原因是Mg（OH）₂和Al（OH）₃受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al₂O₃覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳．
等质量 Mg（OH）₂和Al（OH）₃ 相比，阻燃效果较好的是Mg（OH）₂，原因是Mg（OH）₂的吸热效率为81.5kJ•mol^-1/58g•mol^-1=1.41kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸热效率为87.7kJ•mol^-1/78g•mol^-1=1.12kJ•g^-1，等质量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸热多．
（5）该工业生产的原料还可以用来提取金属镁．请设计提取金属镁的工艺流程（图2）（框内写产物名称，箭头上标明转化条件）：

Answer 1

分析 （1）石灰乳是氢氧化钙，根据题干信息以及元素守恒书写化学反应方程式即可；
（2）由化学反应原理以及方程式判断物质残留来解答；
（3）根据氢氧化镁的流程步骤分析即可；
（4）根据Mg（OH）₂和Al（OH）₃受热分解的反应热及其氧化物的熔点分析；根据等质量的氢氧化物分解时吸收的热量相对大小分析；
（5）提取镁的流程中，先加入熟石灰，熟石灰与精制卤水中的氯化镁反应试画出氢氧化镁白色沉淀，过滤后再加入盐酸，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，蒸发得到氯化镁，氯化镁在通电的条件下生成镁和氯气；

解答 解：（1）石灰乳是氢氧化钙，MgCl₂与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，依据元素守恒，化学反应方程式为：2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂；
故答案为：2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂；
（2）此反应除生产氢氧化镁外，还生成MgCl₂、CaCl₂，另外还可能剩余氢氧化钙，所以水洗的目的是除去附着在Mg（OH）₂表面的可溶性物质MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等；
故答案为：除去附着在Mg（OH）₂表面的可溶性物质MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等；
（3）阻燃型Mg（OH）₂具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点，上述工艺流程中通过水热处理和表面处理可以使氢氧化镁晶体具有此特点；
故答案为：水热处理、表面处理；
（4）Mg（OH）₂和Al（OH）₃受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降，使环境稳定达到着火点以下，阻止了燃料的燃烧；且同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al₂O₃覆盖在可燃物表面，使阻燃效果更佳，Mg（OH）₂的吸热效率为：$\frac{81.5kJ/mol}{58g/mol}$=1.41 kJ•g^-1；Al（OH）₃的吸热效率为：$\frac{87.7kJ/mol}{78g/mol}$=1.12 kJ•g^-1；
等质量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸热多，所以阻燃效果较好的是Mg（OH）₂；
故答案为：Mg（OH）₂和Al（OH）₃受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al₂O₃覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳；
Mg（OH）₂；Mg（OH）₂的吸热效率为81.5kJ•mol^-1/58g•mol^-1=1.41 kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸热效率为87.7kJ•mol^-1/78g•mol^-1=1.12 kJ•g^-1，等质量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸热多；
（5）提取镁的流程中，先加入熟石灰，熟石灰与精制卤水中的氯化镁反应试画出氢氧化镁白色沉淀，过滤后再加入盐酸，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，蒸发得到氯化镁，氯化镁在通电的条件下生成镁和氯气，故此流程如下：；
故答案为：．

点评 本题主要考查的是工业生产流程图，涉及知识点较多，培养了学生分析问题的能力，掌握各步反应原理是解决此类题目的关键，难度较大．