Question

Ⅰ（1）写出工业上电解饱和食盐水的化学反应方程式                    

（2）完成以下氧化还原反应的离子方程式

Fe²⁺+    Cr₂O₇^2-+      =       Fe³⁺+      Cr³⁺+

Ⅱ 水滑石是一类重要的阻燃剂。某研究小组为了探究一种碱式碳酸盐类水滑石M（仅含五种常见短周期元素，带结晶水，其摩尔质量为522 g·mol^-1）的组成和性质，设计并完成如下实验：

取52.2g水滑石M进行上述实验，得到4.4g气体乙、15.6g白色沉淀2和23.2g白色沉淀3。

已知：气体甲常温常压下为无色无味液体。回答下列问题：

（1）写出气体乙的结构式          ，白色沉淀2的化学式          。

（2）在惰性气流中加热水滑石M至完全分解的化学方程式为           ，其能够阻燃的原因是_________________________________。

（3）固体1中的某种成分与Cl₂、焦炭在一定条件下发生氧化还原反应，生成一种盐（可作净水剂）和常见的气体氧化物，写出一个可能的化学反应方程式                           ，并设计实验确定气体产物的成分（假设Cl₂已反应完全）：                    。

Answer

Ⅰ（1） 2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH（2分，通电条件不写扣1分）

（2）6Fe2＋＋Cr2O72-＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O（2分，缺项物质与配平各1分）

Ⅱ（1）O=C=O（1分） Al(OH)3（2分）

（2）Mg4Al2(OH)12CO3·6H2O4MgO+Al2O3+CO2↑+12H2O↑（2分），水滑石N阻燃剂受热分解时，释放出二氧化碳气体和水蒸汽起到隔绝空气作用；同时，受热分解的残余物氧化镁和氧化铝耐高温，可隔绝空气，从而起到阻燃作用。（2分，答对1点给1分，合理即给分）

（3）Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO↑或2Al2O3+3C+6Cl24AlCl3+3CO2↑（2分，未配平给1分），气体产物X可能为CO、CO2或两者的混合物（1分），将生成气体分别通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末，如溶液变浑浊，则X中存在CO2，如黑色CuO粉末变成红色粉末，则X中存在CO。（2分，合理即给分）

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，化学反应方程式为

2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH。

（2）利用化合价升降法配平，根据产物的形式确定由H+和水配平电荷和原子，该氧化还原反应的离子方程式6Fe2＋＋Cr2O72-＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。

Ⅱ根据题给信息和工艺流程知知碱式碳酸盐类水滑石M隔绝空气加热生成气体甲、气体乙和固体1，气体甲常温常压下为无色无味液体，则气体甲为水蒸气，气体乙为CO2。固体1为金属氧化物，加足量盐酸生成金属氯化物和水，然后加入足量氢氧化钠溶液生成白色沉淀3和溶液，向溶液中通入足量二氧化碳生成白色沉淀2，则白色沉淀2为氢氧化铝，又水滑石M仅含五种常见短周期元素，带结晶水，则沉淀3为氢氧化镁。分析题给数据知，M的摩尔质量为522 g·mol-1，52.2g水滑石M的物质的量为0.1mol，其中n(CO32-）=n(CO2)=4.4g÷44g/mol=0.1mol，n(Mg2+)=n[Mg(OH)2]= 23.2g÷58g/mol=0.4mol, n(Al3+)=n[Al(OH)3]=15.6g÷78g/mol=0.2mol,根据化合价规则知n(OH—)=1.2mol，结合M的摩尔质量为522 g·mol-1，则1molM中含6molH2O，M的化学式为Mg4Al2(OH)12CO3·6H2O。

（1）气体乙为二氧化碳，结构式为O=C=O，白色沉淀2的化学式为Al(OH)3。

（2）在惰性气流中加热水滑石M至完全分解的化学方程式为

Mg4Al2(OH)12CO3·6H2O4MgO+Al2O3+CO2↑+12H2O↑，其能够阻燃的原因是水滑石N阻燃剂受热分解时，释放出二氧化碳气体和水蒸汽起到隔绝空气作用；同时，受热分解的残余物氧化镁和氧化铝耐高温，可隔绝空气，从而起到阻燃作用。

（3）固体1中氧化铝与Cl2、焦炭在一定条件下发生氧化还原反应，生成一种可作净水剂的盐氯化铝和碳的气体氧化物，可能的化学反应方程式为Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO↑

或2Al2O3+3C+6Cl24AlCl3+3CO2↑，气体产物X可能为CO、CO2或两者的混合物，将生成气体分别通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末，如溶液变浑浊，则X中存在CO2，如黑色CuO粉末变成红色粉末，则X中存在CO。

考点：考查化学工艺流程分析，涉及化学方程式的书写、化学实验方案的设计和化学计算。