Question

10．往有機(jī)聚合物中添加阻燃劑，可增加聚合物的使用安全性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍．例如，在某聚乙烯樹(shù)脂中加入等質(zhì)量由特殊工藝制各的阻燃型Mg（OH）₂，樹(shù)脂可燃性大大降低．該Mg（OH）₂的生產(chǎn)工藝如下：
→合成→水熱處理→過(guò)濾→水洗→表面處理→過(guò)濾水洗→干燥
（1）精制鹵水中的MgCl₂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，過(guò)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(diǎn)．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）△H₁=+81.5kJ•mol^-1
Al（OH）₃（s）═XAl₂O₃（s）+$\frac{3}{2}$H₂O（g）△H₂=+87.7kJ•mol^-1
①M(fèi)g（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(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時(shí)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
②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=1.41 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）常用阻燃荊主要有三類(lèi)：A．鹵系，如四溴乙烷；B．磷系，如磷酸三苯酯；C．無(wú)機(jī)類(lèi)Mg（OH）₂和Al（OH）₃．從環(huán)保的角度考慮，應(yīng)用時(shí)較理想的阻燃劑是C，理由是A會(huì)破壞臭氧層，B中的磷元素會(huì)造成藻類(lèi)生物的大量繁殖．

Answer 1

分析 （1）石灰乳是氫氧化鈣，依據(jù)題干信息以及元素守恒書(shū)寫(xiě)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，然后回到即可；
（3）根據(jù)氫氧化鎂的流程步驟分析即可；
（4）①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(diǎn)分析；②根據(jù)等質(zhì)量的氫氧化物分解時(shí)吸收的熱量相對(duì)大小分析；
（5）鹵代烴會(huì)破壞臭氧層，磷元素會(huì)造成藻類(lèi)生物的大量繁殖．

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4余氫氧化鈣，故水洗的目的是：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(diǎn)，上述工藝流程中通過(guò)水熱處理和表面處理可以使氫氧化鎂晶體具有此特點(diǎn)，
故答案為：水熱處理、表面處理；
（4）①M(fèi)g（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降，使環(huán)境穩(wěn)定達(dá)到著火點(diǎn)以下，阻止了燃料的燃燒；且同時(shí)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，
故答案為：Mg（OH）₂和Al（OH）₃受熱分解時(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時(shí)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；
②Mg（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；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）A會(huì)破壞臭氧層，B中的磷元素會(huì)造成藻類(lèi)生物的大量繁殖．無(wú)機(jī)類(lèi)的氫氧化鎂和氫氧化鋁具有消煙、無(wú)毒、腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)，所以選C．
故答案為：C；A會(huì)破壞臭氧層，B中的磷元素會(huì)造成藻類(lèi)生物的大量繁殖．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是工業(yè)生產(chǎn)流程圖，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，為高頻考點(diǎn)，難度較大，認(rèn)真分析各步反應(yīng)原理是解決此類(lèi)題目的關(guān)鍵．