Question

【題目】往有機聚合物中添加阻燃劑，可增加聚合物的使用安全性，擴大其應用范圍。Mg(OH)2是一種常用的阻燃劑，生產工藝如下：

完成下列填空：

(1)精制鹵水中的MgCl2與適量石灰乳反應合成堿式氯化鎂[Mg(OH)2-xClxmH2O]，反應的化學方程式為___。

(2)合成反應后，繼續在393K～523K下水熱處理8h，發生反應：Mg(OH)2-xClxmH2O→(1-)Mg(OH)2+MgCl2+mH2O，水熱處理后，進行過濾、水洗。水洗的目的是___。

(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的步驟是___。

(4)已知熱化學方程式：Mg(OH)2(s)→MgO(s)+H2O(g)-81.5kJmol-1

Al(OH)3(s)→Al2O3(s)+H2O(g)-87.7kJmol-1

Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是___。等質量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果較好的是___，原因是___。

(5)該工業生產的原料還可以用來提取金屬鎂。請設計提取金屬鎂的工藝流程（框內寫產物名稱，箭頭上標明轉化條件）：___

Answer 1

【答案】2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClxmH2O]+(2-x)CaCl2 除去附著在Mg(OH)2表面的可溶性物質MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等 水熱處理、表面處理 Mg(OH)2和Al(OH)3受熱分解時吸收大量的熱，使環境溫度下降；同時生成的耐高溫、穩定性好的MgO、Al2O3覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳 Mg(OH)2 Mg(OH)2；Mg(OH)2的吸熱效率為：=1.41 kJg﹣1，Al(OH)3的吸熱效率為：=1.12 kJg﹣1,等質量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸熱多

【解析】

石灰乳是氫氧化鈣，與新制鹵水反應，生成堿式氯化鎂[Mg(OH)2-xClxmH2O]和CaCl2；水熱處理，可發生如下反應：2Mg(OH)2-xClxmH2O→(1-x)Mg(OH)2+MgCl2+mH2O，過濾得Mg(OH)2，水洗、表面處理、過濾水洗、干燥，即可獲得成品Mg(OH)2。

(1)石灰乳的主要成分是氫氧化鈣，MgCl2與適量石灰乳反應合成堿式氯化鎂[Mg(OH)2-xClxmH2O]，依據元素守恒，化學反應方程式為：2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClxmH2O]+(2-x)CaCl2。答案為：2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O=2[Mg(OH)2-xClxmH2O]+(2-x)CaCl2；

(2)反應發生后，除生成氫氧化鎂外，還生成MgCl2、CaCl2，另外還可能剩余氫氧化鈣，故水洗的目的是：除去附著在Mg(OH)2表面的可溶性物質MgCl2、CaCl2、Ca(OH)2等。答案為：除去附著在Mg(OH)2表面的可溶性物質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。答案為：水熱處理、表面處理；

(4)從兩個分解反應的方程式可能看出，Mg(OH)2和Al(OH)3受熱分解時吸收大量的熱，使環境溫度下降，從而使環境溫度達到著火點以下，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：=1.41 kJg﹣1，Al(OH)3的吸熱效率為：=1.12 kJg﹣1，等質量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸熱多，所以阻燃效果較好的是Mg(OH)2。答案為：Mg(OH)2和Al(OH)3受熱分解時吸收大量的熱，使環境溫度下降；同時生成的耐高溫、穩定性好的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：=1.41 kJg﹣1，Al(OH)3的吸熱效率為：=1.12 kJg﹣1,等質量的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，生成氫氧化鎂白色沉淀，過濾后再加入鹽酸，氫氧化鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和水，蒸發濃縮干燥得到氯化鎂(在HCl氣流中)，熔融氯化鎂在通電的條件下生成鎂和氯氣，故此流程如下：。答案為：。