Question

14．已知某種治療胃病藥品的主要成份是鋁碳酸鎂片，化學(xué)式為Al_aMg_b（OH）₁₆CO₃•4H₂O，假設(shè)藥品中的其它成份受熱不分解、不溶于水且不與稀硫酸反應(yīng)．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖一實(shí)驗(yàn)探究鋁碳酸鎂片的組成．

【實(shí)驗(yàn)一】
取m g該藥片，研成粉末放入硬質(zhì)玻璃管中，加熱，充分反應(yīng)后測(cè)得裝置C增重2.16g，裝置D增重0.44g．
（1）鋁碳酸鎂片加熱分解的產(chǎn)物為Al₂O₃、MgO、CO₂和水，則為分別測(cè)定CO₂和水的質(zhì)量，裝置C和D中盛放的藥品應(yīng)選擇：C③  D②（填序號(hào)）．
①濃硫酸         ②堿石灰           ③氯化鈣          ④純堿
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先通入一定量空氣，其操作方法是關(guān)閉彈簧夾b，打開(kāi)彈簧夾a，目的是排盡空氣防干擾．
（3）一段時(shí)間后，打開(kāi)彈簧夾b，關(guān)閉彈簧夾a，點(diǎn)燃酒精燈加熱，充分反應(yīng)后，停止加熱，繼續(xù)通入空氣至玻璃管冷卻的目的是③（填序號(hào)）．
①排凈空氣防爆炸         ②防止空氣中水和二氧化碳進(jìn)入C、D影響測(cè)定
③使生成水和二氧化碳進(jìn)入C、D被充分吸收
【實(shí)驗(yàn)二】
另取m g該藥片，加入100g  9.8%的稀硫酸，充分反應(yīng)后濾去不溶物，得到含有MgSO₄和Al₂（SO₄）₃等溶質(zhì)的濾液，向?yàn)V液中逐漸加入足量的稀NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的質(zhì)量與加入NaOH質(zhì)量的關(guān)系如圖二．
已知：MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄Al₂（SO₄）₃+6NaOH═2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄
Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，
Mg（OH）₂不溶于NaOH，NaAlO₂可溶于水．
（1）圖中NaOH加入0.80g，仍沒(méi)有沉淀，說(shuō)明濾液中含H₂SO₄ ．當(dāng)加入NaOH的質(zhì)量到x時(shí)，生成的沉淀有Mg（OH）₂和Al（OH）₃ ，其中Al（OH）₃的質(zhì)量是1.56g，則x=8g．
（2）有醫(yī)生建議患有嚴(yán)重胃潰瘍的患者最好慎用該藥，試用你所學(xué)的知識(shí)解釋這樣建議的理由是與胃中鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO₂，加重病情或造成胃穿孔、胃出血．
（3）試確定鋁碳酸鎂的化學(xué)式為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)一、（1）分析本題的實(shí)驗(yàn)裝置可知，樣品鋁碳酸鎂片在加熱條件下分解生成鋁和鎂的氧化物、CO₂、H₂O，裝置C中應(yīng)放入能吸水的物質(zhì)，但不能吸收二氧化碳?xì)怏w，否則無(wú)法確定生成的水和二氧化碳各自的質(zhì)量；
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先通入一段時(shí)間空氣，氣目的是趕凈裝置B中的二氧化碳和水蒸氣，確保CD兩裝置吸收的水蒸氣、二氧化碳全部是樣品分解生成的；
（3）一段時(shí)間后，打開(kāi)彈簧夾，繼續(xù)通入空氣至玻璃管冷卻的目的是 使生成的水和二氧化碳進(jìn)入C、D被充分吸收
實(shí)驗(yàn)二、
（1）由圖象分析，NaOH加入0.80g，仍沒(méi)有沉淀，說(shuō)明濾液含硫酸，當(dāng)加入NaOH的質(zhì)量到x時(shí)，生成的沉淀有氫氧化鎂和氫氧化鋁；圖象分析沉淀3.48g為Mg（OH）₂，Al（OH）₃的質(zhì)量量為5.04-3.48g=1.56g；據(jù)此計(jì)算x的數(shù)值；
（2）依據(jù)胃酸主要成分是鹽酸，和該藥反應(yīng)生成的二氧化碳容易使胃壁穿孔；
（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)推算樣品的化學(xué)式．

解答 解：
實(shí)驗(yàn)一、
（1）分析本題的實(shí)驗(yàn)裝置可知，樣品鋁碳酸鎂片在加熱條件下分解生成鋁和鎂的氧化物、CO₂、H₂O，裝置C中應(yīng)放入能吸水的物質(zhì)，但不能吸收二氧化碳?xì)怏w，否則無(wú)法確定生成的水和二氧化碳各自的質(zhì)量，所以裝置C中是吸收水蒸氣，利用無(wú)水CaCl₂或P₂O₅  可以吸收，裝置D是吸收二氧化碳?xì)怏w的裝置，可以利用堿石灰吸收二氧化碳?xì)怏w，故為：CaCl₂； 堿石灰；
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先通入一段時(shí)間空氣，氣目的是趕凈裝置B中的二氧化碳和水蒸氣，確保CD兩裝置吸收的水蒸氣、二氧化碳全部是樣品分解生成的；
（3）所以通入的空氣必須先除去空氣中的水和二氧化碳A裝置中應(yīng)放入堿石灰或固體氫氧化鈉，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先通入一段時(shí)間空氣，其目的是排除裝置B中的CO₂、H₂O，其操作方法是；關(guān)閉彈簧夾b，打開(kāi)彈簧夾a；當(dāng)B處的酒精燈點(diǎn)燃后以及反應(yīng)結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)仍然要通入空氣的目的是排出固體分解產(chǎn)生的CO₂、H₂O，使其被充分吸收，其操作方法是；關(guān)閉彈簧夾b，打開(kāi)彈簧夾a；
實(shí)驗(yàn)二、
（1）由圖象分析，NaOH加入0.80g，仍沒(méi)有沉淀，說(shuō)明濾液含硫酸，當(dāng)加入NaOH的質(zhì)量到x時(shí)，生成的沉淀有氫氧化鎂和氫氧化鋁；圖象分析沉淀3.48g為Mg（OH）₂，Al（OH）₃的質(zhì)量量為5.04-3.48g=1.56g；
設(shè)與硫酸鎂反應(yīng)的氫氧化鈉的質(zhì)量為x，與硫酸鋁反應(yīng)的氫氧化鈉的質(zhì)量為y，x
MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄ Al₂（SO₄）₃+6NaOH═2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄
               80         58                                                  240         156
                x          3.48g                                              y          1.56g
$\frac{80}{x}=\frac{58}{3.48g}$                                                     $\frac{240}{y}=\frac{156}{1.56g}$ 
x=4.8g                                                                  y=2.4g
則x=4.8g+2.4g+0.8g=8g；
（2）胃酸主要成分是鹽酸，和該藥反應(yīng)生成的二氧化碳容易使胃壁穿孔，故答案為：因?yàn)槲杆岷驮撍幾饔卯a(chǎn)生CO₂會(huì)刺激胃粘膜，導(dǎo)致胃穿孔；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的質(zhì)量不變，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，3.48gMg（OH）₂中鎂元素的質(zhì)量為1.44g，原子個(gè)數(shù)為6個(gè)，Al（OH）₃的質(zhì)量量1.56g，鋁元素的質(zhì)量為0.54g，原子個(gè)數(shù)為2個(gè)，
故鋁碳酸鎂的化學(xué)式為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O
答案：實(shí)驗(yàn)一、
（1）③②；
（2）b； a；   排盡空氣防干擾；
（3）b；a；③；
實(shí)驗(yàn)二、
（1）H₂SO₄ ；Mg（OH）₂；Al（OH）₃；1.56；8；
（2）與胃中鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO₂，加重病情或造成胃穿孔、胃出血
（3）Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O；

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)裝置圖中各裝置的作用，推斷實(shí)驗(yàn)過(guò)程中該裝置的操作方法，參與到實(shí)驗(yàn)的探究活動(dòng)中，此為解答類(lèi)似探究問(wèn)題的方法．本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和物質(zhì)組成的計(jì)算分析，圖象分析計(jì)算的應(yīng)用，掌握分析方法，物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度較大．