氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al6Cl•xH2O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水

题文

（15分）（2012•重庆）氯离子插层镁铝水滑石[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸气．现用如图装置进行实验确定其化学式（固定装置略去）．



（1）Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O热分解的化学方程式为             ．
（2）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），其中C的作用是             ．装置连接后，首先要进行的操作的名称是             ．
（3）加热前先通N₂排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N₂的作用是             、             等．
（4）完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g，则x=             ．若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将             （填“偏高”或“偏低”）．
（5）上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg₂Al（OH）₆Cl_1﹣2x（CO₃）_y•zH₂O]，该生成物能发生类似的热分解反应．现以此物质为样品，用（2）中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定             ．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）2[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑（2）a→e→d→b；吸收HCl气体；检查装置的气密性（3）将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收；防止产生倒吸；（4）3；偏低（5）装置C的增重及样品质量（或样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量）．

解析

（1）高温下完全分解为MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸气，根据反应物和生成物书写方程式；
（2）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；
（3）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；
（4）根据反应的方程式计算；
（5）由于化学式中出现两个未知数，所以必须测量3个数据，列二元一次方程组进行求解，需测定D的增重、装置C的增重及样品质量．
解：（1）根据题给信息：高温下完全分解为MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸气，可写出其化学方程式：2[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑，
故答案为：2[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]

4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑；
（2）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→b；连接好装置后首先应该检查装置的气密性，
故答案为：a→e→d→b；吸收HCl气体；检查装置的气密性；
（3）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，
故答案为：将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收；防止产生倒吸；
（4）2[Mg₂Al（OH）₆Cl•xH₂O]

 4MgO+Al₂O₃+2HCl↑+（5+2x）H₂O↑
73     18×（5+2x）
3.65g    9.90g
解得x=3，
若没有冷却玻璃管，由于气温偏高，装置D不能将水蒸汽完全吸收而导致结果偏低，
故答案为：3；偏低；
（5）由于化学式中出现两个未知数，所以必须测量3个数据，列二元一次方程组进行求解，所以除测定D的增重外，还需要测量两个数据，即装置C的增重及样品质量（或样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量），
故答案为：装置C的增重及样品质量（或样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量）．
点评：本题考查化学方程式的书写，主要考查对实验装置和实验流程的理解和熟悉实验操作，同时通过计算，确定水分子数．综合性较强，题目难度较大．

考点

据考高分专家说，试题“（15分）（2012•重庆）氯离子插层镁.....”主要考查你对 [质量守恒定律 ]考点的理解。

质量守恒定律

质量守恒定律：

参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和。
化学反应前后，各种原子种类、数目、质量都不改变。
任何变化包括化学反应和核反应都不能消除物质，只是改变了物质的原有形态或结构，所以该定律又称物质不灭定律。

质量守恒定律的本质：

原子是物质质量的最小承担者。故在化学反应中，只要各种原子总数保持不变，则总质量保持不变。所以，质量守恒定律也就等价于元素守恒。

质量守恒定律的适用范围：

①质量守恒定律适用的范围是化学变化而不是物理变化；
②质量守恒定律揭示的是质量守恒而不是其他方面的守恒。物体体积不一定守恒；
③质量守恒定律中“参加反应的”不是各物质质量的简单相加，而是指真正参与了反应的那一部分质量，反应物中可能有一部分没有参与反应；
④质量守恒定律的推论：化学反应中，反应前各物质的总质量等于反应后各物质的总质量

质量守恒定律的应用:

(1)根据质量守恒定律，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。利用这一定律可以解释反应前后物质的质量变化及用质量差确定某反应物或生成物的质量。
(2)根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类和质量不变，由此可以推断反应物或生成物的组成元素。
(3)据质量守恒定律：化学反应前后元素的种类和数目相等，推断反应物或生成物的化学式。
(4)已知某反应物或生成物质量，根据化学方程式中各物质的质量比，可求出生成物或反应物的质量。