Question

（2013?江蘇三模）達喜是常用的中和胃酸的藥物，其化學成分是鋁和鎂的堿式碳酸鹽[可表示為Al_xMg_y（OH）_z（CO₃）_w?nH₂O]．達喜的組成可通過下列實驗測定：
①取研細的達喜粉末6.02g，逐滴加入2.0mol?鹽酸溶液并充分混合，當加入鹽酸溶液85.0mL時開始產(chǎn)生CO₂，當加入鹽酸至90.0mL時恰好完全反應，共生成224mL的CO₂氣體（標準狀況）．
②向①所得溶液中再逐滴加入某濃度的氫氧化鈉溶液，當加至120mL時沉淀量最大，繼續(xù)滴加至沉淀不再溶解，將剩余沉淀過濾、洗滌、干燥，得沉淀3.48g．
（1）實驗②中氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為

1.5mol/L

．
（2）實驗②中沉淀溶解的離子方程式為

Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O

．
（3）通過計算確定達喜的組成（寫出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）實驗①加入90mL鹽酸，恰好溶液，產(chǎn)生溶液中溶質(zhì)為氯化鋁、氯化鎂，實驗②中沉淀最大時，此時溶液中溶質(zhì)為NaCl，根據(jù)氯離子守恒n（NaCl）=n（HCl），根據(jù)鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaCl），再根據(jù)c=

n

V

計算；
（2）實驗②中沉淀溶解發(fā)生反應是氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉與水；
（3）根據(jù)①可知加入鹽酸后先中和掉OH^-，然后將CO₃²轉(zhuǎn)變成HCO₃^-，后加入的鹽酸再與HCO₃^-反應生成CO₂，故n（Cl^-）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），根據(jù)生成的CO₂的物質(zhì)的量可求得n（CO₃^2-），進而可得n（OH^-）．根據(jù)②可知，加入的NaOH先將Mg²⁺和Al³⁺都生成沉淀，后將Al（OH）₃溶解，故加入120 mL NaOH時，Mg²⁺和Al³⁺都生成沉淀，再加入NaOH后沉淀充分溶解得到的沉淀為Mg（OH）₂，最終沉淀為Mg（OH）₂，根據(jù)n=

m

M

計算n[Mg（OH）₂]，達喜中n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]，利用電荷守恒2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），據(jù)此計算n（Al³⁺），根據(jù)結(jié)合樣品質(zhì)量求得水的質(zhì)量，再根據(jù)根據(jù)n=

m

M

計算n（H₂O），據(jù)此確定n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O），據(jù)此書寫化學式．

解答：解：（1）實驗②中沉淀最大時，此時溶液中溶質(zhì)為NaCl，由氯離子守恒n（NaCl）=n（HCl）=0.090L×2mol/L=0.18mol，由鈉離子守恒n（NaOH）=n（NaCl）=0.18mol，故NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為

0.18mol

0.12L

=1.5mol/L，故答案為：1.5mol/L；
（2）實驗②中沉淀溶解發(fā)生反應是氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉與水，反應離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）224mL的CO₂氣體的物質(zhì)的量為

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，故n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.01mol，
根據(jù)①可知加入鹽酸后先中和掉OH^-，然后將CO₃²轉(zhuǎn)變成HCO₃^-，后加入的鹽酸再與HCO₃^-反應生成CO₂，故n（Cl^-）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），故n（OH^-）=0.18mol-0.01mol×2=0.16mol，
根據(jù)②可知，加入的NaOH先將Mg²⁺和Al³⁺都生成沉淀，后將Al（OH）₃溶解，故加入120 mLNaOH時，Mg²⁺和Al³⁺都生成沉淀，再加入NaOH后沉淀充分溶解得到的沉淀為Mg（OH）₂，最終沉淀為Mg（OH）₂，故n[Mg（OH）₂]=

3.48g

58g/mol

=0.06mol，故達喜中n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.06mol，
利用電荷守恒2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），故3n（Al³⁺）=0.16mol+0.01mol×2-0.06mol×2=0.06mol，故n（Al³⁺）=0.02mol，
故：m（CO₃^2-）=0.01 mol×60 g?mol^-1=0.6 g
m（OH^-）=0.16 mol×17 g?mol^-1=2.72 g
m（Mg²⁺）=0.06 mol×24 g?mol^-1=1.44 g
m（Al³⁺）=0.02 mol×27 g?mol^-1=0.54 g
所以，m（H₂O）=6.02g-0.6g-2.72g-1.44g-0.54g=0.72g，故n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04 mol
則n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O）=0.02：0.06：0.16：0.01：0.04=2：6：16：1：4，達喜的組成為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O，
答：達喜的組成為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O．

點評：本題考查混合物的有關計算、離子方程式的有關計算等，題目涉及反應較多、計算量較大，為易錯題目，難度較大，利用守恒進行計算是關鍵，注意理解守恒思想的運用．