表面活性剂在MgOH_2分解过程中的分散作用 氧化镁水化变成氢氧化镁的机理 次重要
2021年北京市东城区高三期末化学考试逐题解析
2021年北京市东城区高三期末化学考试逐题解析本试卷共13页，共100分。
考试时长90分钟。
考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。
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可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Sb 122第一部分（共42分）本部分共14小题，每小题3分，共42分。
在每小题列出的4个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．下列生活垃圾的处理方法不涉及．．．化学变化的是【答案】C【解析】可回收物二次分拣无新物质生成，为物理变化，故C选项正确；堆肥发酵、焚烧发电、催化降解有新物质生成，为化学变化，故A、B、D选项错误。
2．下列说法正确的是A．O2和O3互为同位素B．HCl的电子式为C．CO2的球棍模型为D．的名称为2-乙基丁烷【答案】C【解析】O2和O3互为同素异形体，故A选项错误；HCl为共价化合物，H原子和Cl 原子之间为共价键，不存在离子，故B选项错误；D选项中有机物正确的名称是：3-甲基戊烷，故D选项错误。
3．下列物质的应用与氧化还原反应无关的是A．呼吸面具中用过氧化钠作供氧剂B．面团中加入小苏打，蒸出的馒头疏松多孔C．葡萄糖在人体内代谢，可为生命活动提供能量D．维生素C能促进补铁剂（有效成分FeSO4）的吸收【答案】B【解析】呼吸面具中用过氧化钠作供氧剂的原理是：2Na2O2+2CO2 == 2Na2CO3+O2，O 元素化合价发生变化，是氧化还原反应；小苏打蒸馒头的原理是NaHCO3受热△Na2CO3+CO2↑+H2O，该反应反应没有化分解，化学方程式为：2NaHCO3=====合价变化，不是氧化还原反应；葡萄糖在人体内被氧化，为生命活动提供能量，是氧化还原反应；维生素C具有还原性，将三价铁还原为二价铁，促进补铁剂的吸收，是氧化还原反应。
故答案为：B。
4．下列实验室制取气体的方法不合理．．．的是A．锌粒与稀硫酸反应制H2 B．氯化铵受热分解制NH3C．电石与饱和食盐水反应制C2H2 D．二氧化锰与浓盐酸共热制Cl2【答案】B【解析】氯化铵受热分解产生NH3和HCl，制得的NH3不纯，且NH3和HCl接触会再次生成氯化铵，故B选项不合理。
纳米级氢氧化镁阻燃剂的研究现状
【 中固分类号】Ｑ Ｔ ｌ
［ 文献标识码】 Ａ
【 文章编号】 ０一 ５ ００ ３ ０２ ２ １ ７ （ １） － １－ ０ ２ ００ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｓ ａ ｕ ｎ Ｎａ ｍ ｅ ｅ ａ ｎｅ ｉ ｓ ａ ｃ ｔ ｔ ｓｏ ｎｏ ｔ ｒＭ ｇ ｓｕｍ ｙ ｏ ｉ ｅＦｌ ｍ ｅ Ｒｅ ａ ｄａ ｅ Ｈ ｄｒ ｘ ｄ ａ — ｔ ｒ ｎｃ
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表面活性剂的起泡消泡作用
表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著增大的能力，且此时溶液呈透明状，胶束的这种作用称为增溶。
能产生增溶作用的表面活性剂叫做增溶剂，被增溶的有机物称为被增溶物。
如果在已增溶的溶液中继续加入被增溶物，达到一定量后，溶液由透明状变为乳浊状，这种乳液即为乳状液，在此乳状液中再加人表面活性剂，溶液又变得透明无色。
虽然这种变化是连续的，但乳化和增溶本质上是不同的。
增溶作用可使被增溶物的化学势显著降低，使体系变得更稳定，即增溶在热力学上是稳定的，只要外界条件不变，体系不随时间变化。
而乳化在热力学上是不稳定的。
这可由下面的事实说明，乳化的苯和增溶的苯，它们的蒸气压不相同，前者的蒸气压与纯苯的相同，后者的蒸气压显著低于纯苯。
由化学势的表示式知，乳状液的P与纯苯的相N，大于被增溶苯的，所以乳状液的化学势大于增溶液的化学势，因此乳状液的稳定性显著地低于增溶体系，即增溶体系在热力学上是稳定的。
一、增溶作用机理既然增溶作用与胶束密切相关，则需要了解被增溶物在胶束中的位置和状态，以进一步认识增溶的本质。
根据紫外分光光度法、核磁共振波谱法、电子自旋共振频谱法对各种物质增溶于胶束中的位置和状态的研究表明，被增溶物在胶束中的位置和状态取决于被增溶物和表面活性剂的类型。
近年来的研究表明，被增溶物均匀地分配于胶束的内部，增溶作用是一种动态平衡过程，被增溶物在胶束内．的停留时间约为l06～1010 s，被增溶物的几种不同的状态能相互转换。
胶束的内芯并非完全与烃相似，而接近胶束表面区域的性质也并不与水相同。
当被增溶物从胶束内芯向界面移动时，经受着不同作用力的连续变化，故被增溶物在胶束内是以多态存在的，至少是两种状态。
胶束内芯和界面对增溶所起的作用是不同的。
(一)单态模型被增溶物分子在胶束内存在状态和位置基本上是固定的，通常可分四种方式增溶(见下图所示)。
四种增溶方式1．非极性分子在胶束内部增溶被增溶物进入胶束内芯，有如被增溶物溶于液体烃内（如上图所示）。
氢氧化镁
卤水-氨水法：以经净化处理除去硫酸盐、二氧化碳、少量硼等杂质的卤水为原料，以氨水作为沉淀剂在反应 釜中进行沉淀反应，在反应前投入一定量的晶种，进行充分搅拌。卤水与氨水的比例为1：(0.9～0.93)，温度控 制在40℃。反应终了后添加絮凝剂，沉淀物经过滤后，洗涤、烘干、粉碎，制得氢氧化镁成品。其化学反应方程 式为：
制备方法
（一）工业上常以海水与廉价的氢氧化钙溶液（石灰乳）反应，可得氢氧化镁沉淀。
卤水-石灰法：将预先经过净化精制处理的卤水和经消化除渣处理的石灰制成的石灰乳在沉淀槽内进行沉淀反 应，在得到的料浆中加入絮凝剂，充分混合后，进入沉降槽进行分离，再经过滤、洗涤、烘干、粉碎，制得氢氧 化镁成品。其化学反应方程式为：
储存于阴凉、通风的库房。库温不宜超过37°C。应与氧化剂、食用化学品分开存放，切忌混储。保持容器 密封。远离火种、热源。库房必须安装避雷设备。排风系统应设有导除静电的接地装置。采用防爆型照明、通风 设置。禁止使用易产生火花的设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
感谢观看
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值（XlogP）：0 2.氢键供体数量：2 3.氢键受体数量：2 4.可旋转化学键数量：0 5.互变异构体数量：0 6.拓扑分子极性表面积：2 7.重原子数量：3 8.表面电荷:：0 9.复杂度：0 10.同位素原子数量：0 11.确定原子立构中心数量：0
安全信息
理化性质
物理性质
化学性质
密度：2.36 g/cm3 熔 点 ： 3 5 0 ºC （ 分 解 ） 外观：白色无定形粉末或无色六方柱晶体
氢氧化镁为中强碱（氢氧化镁溶解度很小，溶液碱性很弱，有时作为弱碱处理），加热至623K（350℃）即 脱水分解：Mg(OH)2 →MgO+H2O，易溶于酸或铵盐溶液。与氧化镁一样易吸收空气中的二氧化碳，逐渐形成组成 为 5MgO·4CO2·xH2O的碱式碳酸盐。在高于350℃时分解为氧化镁和水，但只有在1800℃以上才能完全脱水。
纳米Mg(OH)2与硅树脂对聚丙烯的阻燃协同效应
溶液 ，沉 淀反 应完 毕后 ，放置 熟化 １ ，最 后将所 得沉 ｈ 淀抽滤 、洗涤 、烘干 ， 即得 纳米 ＭｇＯ ）粉 末 。 （Ｈ２
以苯基 三 甲氧基硅 烷 、二苯基 二 甲氧基 硅烷 、 甲 基 三 甲氧基 硅烷 为原料 ，采 用水 解缩合 法制 备 甲基 苯 基 硅树 脂【 。此硅 树脂 的 Ｒ Ｓ＝ ．，即有机基 团与 Ｓ １ ” ／ｉ Ｉ ２ ｉ 原 子 的摩尔 比为 １ ，苯基 与 甲基 的摩 尔 比 Ｐ ／ ． ２ ｈＭｅ＝ ７ ／５ ５２ ，即 Ｐ ｈｍｏ ％＝７ ％。其端基 以 甲基为 主 ，含有 ｌ ５
摘 要 ：在 引 入 少 量 表 面 活 性 剂 的 条 件 下采 用 共 沉 淀 法 制 备 了纳 米 氢 氧 化 镁 。应 用 热 分 析 （Ｇ 、极 限 氧 指 数（ Ｏ ） Ｔ Ａ） Ｌ Ｉ 研 究 了在 聚 丙烯 （Ｐ 中该 纳 米 氢 氧 化 镁与 甲基 苯 基 硅树 脂 的 阻燃 协 同效 应 。结 果 表 明 ：在 Ｐ ／ 米 ＭｇＯ ）复 合 材 料 中添 Ｐ） Ｐ纳 （Ｈ２ 加 少 量 的 硅 树 脂使 Ｌ Ｉ明显 提 高 ，表 明纳 米 ＭｇＯＨ ２ Ｏ （ ）与硅 树脂 具有 阻燃 协 同效 应 。硅 树 脂 的 加 入 使材 料 的 降解 速率 降 低 ，热解 残 炭 量 提 高 ，促 进 了炭 层 的形 成 。 关 键 词 ：协 同效 应 ； 阻燃 ；纳 米 ＭｇＯ ）； 甲基 苯基 硅 树 脂 （Ｈ２ 中图 法 分类 号 ：Ｔ ３ ６６ Ｑ １． 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ ．８Ｘ（０ ８￥ ．１．４ ０ ２１５ ２ ０）２３ — ｉ键 为主链 ，硅原子 ｉ ｓ Ｏ 上直接 连接 有机基 的聚合 物 ，兼具 有机聚 合物及 无机 材料 的特性 ［。有机 硅树 脂作 为 阻燃剂在 赋 予基 材优 ８ 】
水菱镁矿制备高分散六角片状纳米氢氧化镁的新工艺条件探究
水菱镁矿制备高分散六角片状纳米氢氧化镁的新工艺条件探究黄建翠,凌观爽,宗俊(华东师范大学化学与分子工程学院,上海200241)摘要:以水菱镁矿为原料,通过“煅烧-水化-煅烧-水热”的简单合成路线制备了高分散六角片状的阻燃型纳米氢氧化镁。
确定初步工艺后,探究了氧化镁用量、水热温度和水热时间对氢氧化镁结晶度和形貌的影响,确定最佳工艺水热条件:氧化镁用量为10%~25%(质量分数)、水热温度为150℃、水热时间为3h。
在水热过程中,分别向反应体系中加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙二醇6000(PEG6000)和聚乙二醇200(PEG200),考察了不同改性剂及改性剂用量对氢氧化镁颗粒结晶度和分散性的影响。
结果表明在4%(质量分数)PVP 的条件下,能很好地改善纳米氢氧化镁的分散性,并得到了分散性好、晶形完整、粒径均匀、直径为300~400nm、厚度为40~60nm 的六角片状纳米氢氧化镁。
关键词:水菱镁矿;氢氧化镁;氧化镁中图分类号:TQ132.2文献标识码:A文章编号:1006-4990(2021)02-0055-06Study on new conditions for preparation of highly ⁃dispersed hexagonal magnesiumhydroxide nanoparticles from hydromagnesiteHuang Jiancui ,Ling Guanshuang ,Zong Jun(School of Chemistry and Molecular Engineering ,East China NormalUniversity ,Shanghai 200241,China )Abstract :Nano⁃sized highly⁃dispersed hexagonal magnesium hydroxide as the flame retardant was prepared from hydromag⁃nesite by a simple synthesis route by calcination⁃hydration⁃calcination⁃hydrothermal method.After the initial process was con⁃firmed ,the effects of magnesium oxide (MgO )dosage ,hydrothermal temperature and hydrothermal time on the crystallinity and morphology of Mg (OH )2were investigated.Finally ,the optimized hydrothermal conditions were determined as follows :MgO dosage was 10%~25%(mass fraction ),hydrothermal temperature was 150℃and hydrothermal time was 3h.Polyvin⁃ylpyrrolidone (PVP ),cetyltrimethylammonium bromide (CTAB ),polyethylene glycol 6000(PEG6000)and polyethylene gly⁃col 200(PEG200)were separately added to the reaction system during the hydrothermal process to explore the effects of dif⁃ferent modifiers and mass fractions of the modifier on the crystallinity and dispersibility of Mg (OH )2nanoparticles.Result showed that the dispersibility of Mg (OH )2nanoparticles can be well improved using 4%(mass fraction )PVP and finally hexa⁃gonal nano-Mg (OH )2with high dispersibility ,complete crystal shape ,uniform particle size ,300~400nm diameter and 40~60nm thickness was obtained.Key words :hydromagnesite ;magnesium hydroxide ;magnesium oxide氢氧化镁因兼具阻燃、无毒、抑烟、环保、热稳定性好及填充安全等优点,已成为高聚物阻燃领域中极具发展前途的阻燃剂之一[1-4],但常规合成的氢氧化镁颗粒较大,形貌多为无定形或六角薄片,具有极性强、结晶性差、比表面积大、易发生二次团聚的特点,与高分子材料的兼容性较差,从而严重影响了复Doi:10.11962/1006-4990.2020-0152收稿日期:2020-08-17作者简介:黄建翠(1993—),女,硕士,主要从事含富镁矿物、镁化合物的相关研究;E-mail:*****************。
氢氧化镁制备氧化镁过程
氢氧化镁制备氧化镁过程
将菱镁矿煅烧成菱苦土，过120目筛后，置于反应槽内，用水按一定比例调成浆状，搅拌均匀，加热到90度以上，慢慢加入移动浓度的工业盐酸，待反应完毕后，用真空泵抽滤除渣净化，得到一定浓度的氯化镁溶液。
然后将存放一定时间的碱式氯化镁悬浊液，经过高压釜进行特殊的水热处理，使吸附在晶面上的水分化合，从而破坏了吸附在晶面上的液体层，减少吸附层对晶体长大的阻力，以促使其生产晶粒大、比表面积小具有特殊晶型的氢氧化镁，而氢氧化镁经过进一步加热脱水加工以后就可以制备出氧化镁产品。
210998556_硬脂酸改性氢氧化镁及表征
【试验研究】硬脂酸改性氢氧化镁及表征欧乐明，罗 伟，冯其明，刘 琨（中南大学资源加工与生物工程学院，湖南 长沙 410083）摘要：使用硬脂酸对氢氧化镁进行表面改性，研究了改性剂用量、改性温度和改性时间等因素对氢氧化镁表面改性的影响。
在硬脂酸用量5%，改性温度70℃，改性时间90min，Mg(OH)2浆料浓度10%，转速1 000r/min的条件下制备的产品性能优良，活化指数达99.8%。
使用粒度分析、粘度分析、红外光谱和热分析对产物进行了详细的表征，结果表明：氢氧化镁经硬脂酸改性后，粒度由9.83μm降至8.73μm，在液体石蜡中的粘度较改性前明显降低，硬脂酸分子在氢氧化镁表面发生吸附键合，形成硬脂酸盐，其化学组成为9CH 3C 16H 32COOMgOH·(CH 3C 16H 32COO)2Mg。
关键词：氢氧化镁；硬脂酸；表面改性；表征中图分类号：TQ132.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9386(2007)03-0035-04Surface Modification of Magnesium Hydroxide by Stearic Acid and CharacterizationOu Leming, Luo Wei, Feng Qiming, Liu Kun(School of Mineral Processing and Bioengineering, Central South University,Changsha 410083, China)Abstract: The surface modification of magnesium hydroxide by stearic acid was investigated. The optimal additive amount of stearic acid, reaction time and temperature were studied. The results showed that the products with excellent modification effect as well as 99.8%activation index was prepared in the conditions of 70℃, 10% Mg(OH)2, with 5% stearic acid added and stirring at 1 000/min for 90min.Particle size distribution and viscosity of the products were analyzed. Thermal analysis and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) were used to characterize the composite. It indicates that the particle size of magnesium hydroxide is reduced from 9.83μm to 8.73μm and its viscosity in atoleine is also decreased after surface modification. FT-IR and TG-DSC study show that the stearic molecules are absorbed onto the surface of magnesium hydroxide mainly by ionic bond and stearate is formed with the composition of 9CH 3C 16H 32COOMgOH ·(CH 3C 16H 32COO)2Mg.Key words: magnesium hydroxide; stearic acid; surface modification; characterization无机氢氧化物作为新型的阻燃剂，不仅拥有良好的阻燃和抑烟效果，而且具有优良的填充性能。
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实验表明 ,借助扫描电镜可以很好地观察产物 的微观聚集状态 ,是一种可行方便的手段 。
用一般工业轻质氧化镁经水化处理后煅烧 ,可 以得到粒径比原料小的氧化镁 ,且产物的分散性较 好 (图 1a) 。而在表面活性剂帮助下 ,可以得到粒径 更小的产物 ,容易达到纳米水平 (图 1b) 。因此 ,工 业氧化镁经表面活性剂水化处理和煅烧 ,是制备纳 米氧化镁的良好途径 ,有望大大降低其生产成本 、提 高产量 。
延长水化时间或提高温度 ,均可降低最终的粒 径 。从理论上说氧化镁的水化反应是一个缩壳机 制 ,即随着水化的进行 ,产物氢氧化镁脱离氧化镁表 面而使其颗粒逐步变小 。但实际上由于水的用量有 限 ,这种缩壳机制所占比例很小 ,而是大部分氢氧化 镁沉积于氧化镁表面 ,水分子只能经产物层向氧化 镁扩散 。表面活性剂分子较大 ,扩散速度小 ,故向内 扩散而包裹氢氧化镁的速率较小 。而增加用水量 、 延长时间 、提高温度 ,均有利于水化反应 、产物的脱 离 、表面活性剂的扩散等过程 ,所以有利于得到粒径 更小的产品 。
由于氧化镁容易聚集 ,制备纳米氧化镁比其它 纳米材料困难 。本研究采用一般工业轻质氧化镁 (粒径在 2～6μm) ,通过表面活性剂和水化处理 ,制 备出高分散的纳米级氧化镁 ,SEM 观察发现基本无 团聚 ,粒径在 100nm 左右 。 实验方法
在水中添加表面活性剂 ,表面活性剂的用量为 氧化镁质量的 1 % ～ 5 % ,水的量为氧化镁质量的 5 倍 。将水加热至一定温度 ,加入轻质氧化镁 ,进行水 化处理 ,303 K～353 K保温 2 ～10h 。将水化产物 (主 要是 Mg (OH) 2 ) 放在烘箱中于 353 K 干燥至无游离 水 ,粉碎并过 350 目筛 ,然后置于高温炉中煅烧 015 ～5h ,冷却至室温 ,用 SEM 观察其粒径和分散状态 。 为了比较 ,在同样水化条件下制备未添加表面活性 剂的产物 。 实验结果与讨论
3 通讯联系人
电子显微学报 J . Chin. Electr. Microsc. Soc.
22 (6) ∶586～587 2003 年
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图 1 水化法氧化镁的 SEM 照片 (Bar = 500表面活性剂 ;d :1173K煅烧
实验结果显示 ,产物氧化镁的粒径决定于三个 主要因素 :表面活性剂的用量 、水化条件 (水的用量 、 水化时间和温度) 、煅烧温度 。
我们选择了硬脂酸钠为表面活性剂 ,表面活性 剂用量增加 ,产物的粒径变小 (图 1c) 。原因是在氧 化镁的水化过程中表面活性剂起到分散作用 ,它将 新生的氢氧化镁微粒包裹 ,使之不能相互团聚 ,因而 得到粒径很小的氢氧化镁中间体 ,煅烧后得到粒径 在 100nm 左右的产物 ,且分散性良好 。但不同表面 活性剂之间的差别不大 。
上述实验表明 ,借助扫描电镜可以很好地观察 产物的微观聚集状态 ,由于产物的结晶完整 、分散性 能良好 ,镜下氧化镁颗粒的轮廓清晰 、反差明显 、可 以放大到 4 万倍 ,故 SEM 技术用于纳米材料的分析 是可行的 ,是一种很方便的手段 。利用一般工业氧 化镁经表面活性剂水化 、煅烧处理 ,可以得到纳米级 氧化镁 ;增加表面活性剂和水的用量 、提高水化温 度 、控制适当的煅烧温度 ,可以得到大粒径在 100nm 左右 ,具有高度分散的纳米级氧化镁 。 参考文献 (略)
电子显微学报 J . Chin. Electr. Microsc. Soc.
586
22 (6) ∶586～587 2003 年
表面活性剂在 Mg (OH) 2 分解过程中的分散作用
施民梅1 ,申玉双2 ,吴育飞3 ,明常鑫3 ,杨芙丽3
(1 沧州师范专科学校化学系 ,河北 沧州市 061000 ; 2 河北化工医药职业技术学院 ,河北 石家庄 050031 ; 3 河北师范大学化学学院 ,河北 石家庄 050016)