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

Question

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）：___．

Answer 1

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．