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(15分)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]4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑

某化学小组现用下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3.65 g、D增重9.90 g,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0.1 mol·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

 

(1)a→e→d→c;检查装置的气密性

(2)将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收;防止发生倒吸 (3)3;偏低

(4)氢氧化钠溶液;向滤液中通入足量的二氧化碳气体 (5)c

【解析】

试题分析:(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→c;装置连接后,首先要进行的操作是检查装置的气密性。

(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。

(3)2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑

73 18×(5+2x)

3.65g 9.90g

解得x=3;若将通N2改为通干燥的空气,由于空气中含有CO2也能把氢氧化钠溶液吸收,导致C瓶增重偏大,因此测定的x值将偏低。

(4)镁铝水滑石分解后剩余的固体是氧化镁和氧化铝,由于氧化铝是两性氧化物,而氧化镁是碱性氧化物,因此首先利用碱液溶解氧化铝,过滤得到氧化镁。向滤液中通入足量的CO2气体即可将偏铝酸盐转化为氢氧化铝,过滤、洗涤、加热分解即可得到氧化铝。

(5)a.测定镁和铝的导电性强弱不能确定金属性强弱,a错误;b.测定等物质的量浓度的Al2(SO4)3和MgSO4溶液的pH,但由于溶液中铝离子与镁离子的浓度不同,因此不能依据pH大小确定水解程度,进而确定金属性强弱,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.测定等物质的量的镁和铝与足量盐酸反应生成的H2的多少不能确定二者的金属性强弱,金属性强弱只与二者失去电子的难易程度有关系,与二者失去电子的多少无关系,d错误,答案选c。

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