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522g•mol-1)的组成和性质,设计并完成如下实验:取52.2g水

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522g•mol-1)的组成和性质,设计并完成如下实验:取52.2g水

问题描述:

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522g•mol-1)的组成和性质,设计并完成如下实验:
作业帮
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):___.

最佳答案:

碱式碳酸盐类水滑石M,52.2g水滑石M的物质的量为:

52.2g
522g•mol -1
=0.1mol,根据图示,水滑石M隔绝空气加热生成气体甲和气体乙及固体1,已知气体甲常温常压下为无色无味液体,则气体甲为H2O,根据元素守恒可知M为碱式碳酸盐,受热分解生成气体乙应该为CO2,4.4gCO2气体其物质的量为0.1mol,则M中含有一个碳酸根离子,根据固体1加足量盐酸得溶液,则固体1为金属的氧化物,溶液中再加足量氢氧化钠得溶液,在溶液中通二氧化碳得白色沉淀2,则白色沉淀2为Al(OH)3;则固体1中含有铝元素,由于固体1中加入足量盐酸得到的溶液中加入足量氢氧化钠能得到固体3,结合M仅含五种常见短周期元素,带则固体1中还含有镁元素,所以白色沉淀3应该为Mg(OH)2;15.6g氢氧化铝的物质的量为:
15.6g
78g/mol
=0.2mol,则水滑石M中含有2个铝离子;23.2g氢氧化镁的物质的量为:
23.2g
58g/mol
=0.4mol,则水滑石M中含有4个镁离子,根据电荷守恒可知水滑石M的化学式中还应该含有氢氧根离子,数目为:
2×3+4×2-2
1
=12,根据质量守恒,水滑石M中含有结晶水的数目为:
522-27×2-24×4-60-12×17
18
=6,则水滑石M的化学式为:Mg4Al2(OH)12CO3•6H2O,
(1)根据上面的分析可知,乙为CO2,CO2的结构式为O=C=O,白色沉淀2的化学式为Al(OH)3,
故答案为:O=C=O;Al(OH)3;  
(2)在惰性气流中加热水滑石N至完全分解的化学方程式为:Mg4Al2•CO3(OH)12•6H2O
  △  
.
 
4MgO+Al2O3+CO2↑+12H2O↑,根据反应可知,水滑石N分解时,释放出二氧化碳气体和水蒸气起到了隔绝空气的作用,同时受热分解的残余物氧化镁和氧化铝可隔绝空气,从而起到了阻燃作用,
故答案为:Mg4Al2•CO3(OH)12•6H2O
  △  
.
 
4MgO+Al2O3+CO2↑+12H2O↑;水滑石N分解时,释放出二氧化碳气体和水蒸气起到了隔绝空气的作用,同时受热分解的残余物氧化镁和氧化铝可隔绝空气,从而起到了阻燃作用;
(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,根据净水剂可知固体1的组分为氧化铝,生成的盐为氯化铝,气体氧化物为一氧化碳或二氧化碳,则反应的方程式为:Al2O3+3C+3Cl2
  △  
.
 
2AlCl3+3CO↑或2Al2O3+3C+6Cl2
  △  
.
 
4AlCl3+3CO2↑;
根据反应可知,气体产物可能为CO或CO2或二者的混合物,将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末,若溶液变浑浊,则X中存在CO2,若黑色的CuO粉末变成红色粉末,则X中存在CO,
故答案为:Al2O3+3C+3Cl2
  △  
.
 
2AlCl3+3CO↑或2Al2O3+3C+6Cl2
  △  
.
 
4AlCl3+3CO2↑;气体产物可能为CO或CO2或二者的混合物,将生成气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO粉末,若溶液变浑浊,则X中存在CO2,若黑色的CuO粉末变成红色粉末,则X中存在CO.
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