Question

14．往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围．Mg（OH）₂是一种常用的阻燃剂，生产工艺如图1：

完成下列填空：
（1）精制卤水中MgCl₂的与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，反应的化学方程式为2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂．
（2）合成反应后，继续在393K～523K下水热处理8h，发生反应：Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O═（1-$\frac{x}{2}$）Mg（OH）₂+$\frac{x}{2}$MgCl₂+mH₂O，水热处理后，进行过滤、水洗．水洗的目的是除去附着在Mg（OH）₂表面的可溶性物质MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等．
（3）阻燃型 Mg（OH）₂具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点．上述工艺流程中与此有关的步骤是水热处理、表面处理．
（4）已知热化学方程式：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受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降，同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al₂O₃覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳．等质量 Mg（OH）₂和Al（OH）₃ 相比，阻燃效果较好的是Mg（OH）₂，原因是Mg（OH）₂的吸热效率为81.5kJ•mol^-1÷58g•mol^-1=1.41 kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸热效率为87.7kJ•mol^-1÷78g•mol^-1=1.12 kJ•g^-1，等质量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸热多．
（5）该工业生产的原料还可以用来提取金属镁．请在图2中设计提取金属镁的工艺流程（框内写产物名称，箭头上标明转化条件）：

Answer 1

分析 （1）石灰乳是氢氧化钙，根据题干信息以及元素守恒书写化学反应方程式即可；
（2）碱式氯化镁表面会附着氯化镁、氯化钙、氢氧化钙等杂质；
（3）根据氢氧化镁的流程步骤分析即可；
（4）Mg（OH）₂和Al（OH）₃分解吸热，生成高熔点的氧化镁、氧化铝；
根据等质量的氢氧化物分解时吸收的热量相对大小分析；
（5）提取镁的流程中，先加入熟石灰，熟石灰与精制卤水中的氯化镁反应得到氢氧化镁白色沉淀，过滤后再加入盐酸，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，蒸发得到氯化镁，氯化镁在通电的条件下生成镁和氯气．

解答 解：（1）石灰乳是氢氧化钙，MgCl₂与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]，依据元素守恒，化学反应方程式为：2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂；
故答案为：2MgCl₂+（2-x）Ca（OH）₂+2mH₂O=2[Mg（OH）_2-xCl_x•mH₂O]+（2-x）CaCl₂；
（2）此反应除生产氢氧化镁外，还生成MgCl₂、CaCl₂，另外还可能剩余氢氧化钙，所以水洗的目的是除去附着在Mg（OH）₂表面的可溶性物质MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等；
故答案为：除去附着在Mg（OH）₂表面的可溶性物质MgCl₂、CaCl₂、Ca（OH）₂等；
（3）阻燃型Mg（OH）₂具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点，上述工艺流程中与此有关的步骤是水热处理和表面处理，
故答案为：水热处理、表面处理；
（4）Mg（OH）₂和Al（OH）₃受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降，使环境稳定达到着火点以下，阻止了燃料的燃烧，且同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al₂O₃覆盖在可燃物表面，使阻燃效果更佳，
Mg（OH）₂的吸热效率为：$\frac{81.5kJ/mol}{58g/mol}$=1.41 kJ•g^-1；Al（OH）₃的吸热效率为：$\frac{87.7kJ/mol}{78g/mol}$=1.12 kJ•g^-1，质量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸热多，所以阻燃效果较好的是Mg（OH）₂；
故答案为：Mg（OH）₂和Al（OH）₃受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降，同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al₂O₃覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳；
Mg（OH）₂；Mg（OH）₂的吸热效率为81.5kJ•mol^-1÷58g•mol^-1=1.41 kJ•g^-1，Al（OH）₃的吸热效率为87.7kJ•mol^-1÷78g•mol^-1=1.12 kJ•g^-1，等质量的Mg（OH）₂比Al（OH）₃吸热多；
（5）提取镁的流程中，先加入熟石灰，熟石灰与精制卤水中的氯化镁反应得到氢氧化镁白色沉淀，过滤后再加入盐酸，氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁和水，蒸发得到氯化镁，氯化镁在通电的条件下生成镁和氯气，故此流程如下：；
故答案为：．

点评 本题以工业生产工艺流程为载体，考查化学与技术、物质的分离提纯、运用化学知识解决实际问题等，是对学生综合能力的考查．