Question

(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

Answer

（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。