Question

10．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．例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制各的阻燃型Mg（OH）₂，树脂可燃性大大降低．该Mg（OH）₂的生产工艺如下：
→合成→水热处理→过滤→水洗→表面处理→过滤水洗→干燥
（1）精制卤水中的MgCl₂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，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）△H₁=+81.5kJ•mol^-1
Al（OH）₃（s）═XAl₂O₃（s）+$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H₂=+87.7kJ•mol^-1
①Mg（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
②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=1.41 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）常用阻燃荆主要有三类：A．卤系，如四溴乙烷；B．磷系，如磷酸三苯酯；C．无机类Mg（OH）₂和Al（OH）₃．从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是C，理由是A会破坏臭氧层，B中的磷元素会造成藻类生物的大量繁殖．

Answer 1

分析 （1）石灰乳是氢氧化钙，依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，然后回到即可；
（3）根据氢氧化镁的流程步骤分析即可；
（4）①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；②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）卤代烃会破坏臭氧层，磷元素会造成藻类生物的大量繁殖．

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4余氢氧化钙，故水洗的目的是：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）①Mg（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，
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；
②Mg（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；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）A会破坏臭氧层，B中的磷元素会造成藻类生物的大量繁殖．无机类的氢氧化镁和氢氧化铝具有消烟、无毒、腐蚀性小等优点，所以选C．
故答案为：C；A会破坏臭氧层，B中的磷元素会造成藻类生物的大量繁殖．

点评 本题主要考查的是工业生产流程图，涉及知识点较多，为高频考点，难度较大，认真分析各步反应原理是解决此类题目的关键．