Question

18．往有機聚合物中添加阻燃劑，可增加聚合物的使用安全性，擴大其應(yīng)用范圍．Mg（OH）₂是一種常用的阻燃劑，生產(chǎn)工藝如圖1：

完成下列填空：
（1）精制鹵水中MgCl₂的與適量石灰乳反應(yīng)合成堿式氯化鎂[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂．
（2）合成反應(yīng)后，繼續(xù)在393K～523K下水熱處理8h，發(fā)生反應(yīng)：
Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O→（1-$\frac{x}{2}$）　Mg（OH）₂+$\frac{x}{2}$MgCl₂+mH₂O，水熱處理后，進行過濾、水洗．水洗的目的是除去附著在Mg（OH）₂表面的可溶性物質(zhì)MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等．
（3）阻燃型 Mg（OH）₂具有晶粒大，易分散、與高分子材料相容性好等特點．上述工藝流程中與此有關(guān)的步驟是水熱處理、表面處理．
（4）已知熱化學(xué)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受熱分解時吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al₂O₃覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳．
等質(zhì)量 Mg（OH）₂和Al（OH）₃ 相比，阻燃效果較好的是Mg（OH）₂，原因是Mg（OH）₂的吸熱效率為81.5kJ•mol^-1/58g•mol^-1=1.41kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸熱效率為87.7kJ•mol^-1/78g•mol^-1=1.12kJ•g^-1，等質(zhì)量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多．
（5）該工業(yè)生產(chǎn)的原料還可以用來提取金屬鎂．請設(shè)計提取金屬鎂的工藝流程（圖2）（框內(nèi)寫產(chǎn)物名稱，箭頭上標(biāo)明轉(zhuǎn)化條件）：

Answer 1

分析 （1）石灰乳是氫氧化鈣，根據(jù)題干信息以及元素守恒書寫化學(xué)反應(yīng)方程式即可；
（2）由化學(xué)反應(yīng)原理以及方程式判斷物質(zhì)殘留來解答；
（3）根據(jù)氫氧化鎂的流程步驟分析即可；
（4）根據(jù)Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解的反應(yīng)熱及其氧化物的熔點分析；根據(jù)等質(zhì)量的氫氧化物分解時吸收的熱量相對大小分析；
（5）提取鎂的流程中，先加入熟石灰，熟石灰與精制鹵水中的氯化鎂反應(yīng)試畫出氫氧化鎂白色沉淀，過濾后再加入鹽酸，氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水，蒸發(fā)得到氯化鎂，氯化鎂在通電的條件下生成鎂和氯氣；

解答 解：（1）石灰乳是氫氧化鈣，MgCl₂與適量石灰乳反應(yīng)合成堿式氯化鎂[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，依據(jù)元素守恒，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂；
故答案為：2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂；
（2）此反應(yīng)除生產(chǎn)氫氧化鎂外，還生成MgCl₂、CaCl₂，另外還可能剩余氫氧化鈣，所以水洗的目的是除去附著在Mg（OH）₂表面的可溶性物質(zhì)MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等；
故答案為：除去附著在Mg（OH）₂表面的可溶性物質(zhì)MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等；
（3）阻燃型Mg（OH）₂具有晶粒大，易分散、與高分子材料相容性好等特點，上述工藝流程中通過水熱處理和表面處理可以使氫氧化鎂晶體具有此特點；
故答案為：水熱處理、表面處理；
（4）Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降，使環(huán)境穩(wěn)定達到著火點以下，阻止了燃料的燃燒；且同時生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al₂O₃覆蓋在可燃物表面，使阻燃效果更佳，Mg（OH）₂的吸熱效率為：$\frac{81.5kJ/mol}{58g/mol}$=1.41 kJ•g^-1；Al（OH）₃的吸熱效率為：$\frac{87.7kJ/mol}{78g/mol}$=1.12 kJ•g^-1；
等質(zhì)量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多，所以阻燃效果較好的是Mg（OH）₂；
故答案為：Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al₂O₃覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳；
Mg（OH）₂；Mg（OH）₂的吸熱效率為81.5kJ•mol^-1/58g•mol^-1=1.41 kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸熱效率為87.7kJ•mol^-1/78g•mol^-1=1.12 kJ•g^-1，等質(zhì)量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸熱多；
（5）提取鎂的流程中，先加入熟石灰，熟石灰與精制鹵水中的氯化鎂反應(yīng)試畫出氫氧化鎂白色沉淀，過濾后再加入鹽酸，氫氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水，蒸發(fā)得到氯化鎂，氯化鎂在通電的條件下生成鎂和氯氣，故此流程如下：；
故答案為：．

點評 本題主要考查的是工業(yè)生產(chǎn)流程圖，涉及知識點較多，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力，掌握各步反應(yīng)原理是解決此類題目的關(guān)鍵，難度較大．