Question

3．抗酸藥M可能的組成可以表示為Mg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d（a、b、c、d都不小于0）．已知Al³⁺在pH=5.0時(shí)沉淀完全；Mg²⁺在pH=8.8時(shí)開(kāi)始沉淀，pH=11.4時(shí)沉淀完全．實(shí)驗(yàn)如下：

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)
①	取wgM粉末溶于過(guò)量的鹽酸	產(chǎn)生氣體X在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為224mL，并得到無(wú)色溶液
②	向步驟①所得的溶液中滴加氨水，調(diào)節(jié)pH至6，過(guò)濾、洗滌、灼燒、稱重	固體Y的質(zhì)量為1.020g
③	向步驟②所得的濾液中滴加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至12，過(guò)濾、洗滌、灼燒、稱重	固體Z的質(zhì)量為1.200g

（1）本實(shí)驗(yàn)需要稱量固體，應(yīng)選擇的稱量?jī)x器是電子天平（填“托盤天平”或“電子天平”）
（2）M中a、b、c、d之間定量關(guān)系式為2a+3b=c+2d．
（3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，確認(rèn)M的化學(xué)式為Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃．
（4）步驟①中反應(yīng)的離子方程式為10OH^-+CO₃^2-+12H⁺=CO₂↑+11H₂O．
（5）ω=$\frac{365}{w}$%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)步驟②、③中固體質(zhì)量的精確度判斷稱量?jī)x器；
（2）根據(jù)化合物呈現(xiàn)電中性，即陽(yáng)離子所帶的正電荷等于陰離子所帶的負(fù)電荷，確定M中a、b、c、d之間定量關(guān)系；
（3）wgM中，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，n（Al³⁺）=2n（Al₂O₃）=2×$\frac{1.020g}{102g/mol}$=0.02mol，n（Mg²⁺）=n（MgO）=$\frac{1.200g}{40g/mol}$=0.03mol，根據(jù)電荷守恒可得到M中a、b、c、d之間定量關(guān)系；
（4）Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃中的OH^-、CO₃^2-與鹽酸溶液中的H⁺發(fā)生離子反應(yīng)；
（5）由（3）中計(jì)算可知，wg抗酸藥中含有Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃的物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量m=0.01mol×356g/mol=3.65g，則ω=$\frac{3.65g}{wg}$×100%．

解答 解：（1）根據(jù)步驟②固體Y的質(zhì)量為1.020g，步驟③固體Z的質(zhì)量為1.200g，精確度為0.001g，因此稱量固體，應(yīng)選擇的稱量?jī)x器是電子天平，
故答案為：電子天平；
（2）根據(jù)化合物呈現(xiàn)電中性，即陽(yáng)離子所帶的正電荷等于陰離子所帶的負(fù)電荷，2×a+3×b=1×c+2×d，即為2a+3b=c+2d，
故答案為：2a+3b=c+2d；
（3）步驟①氣體X為CO₂，步驟②中Y為Al₂O₃，步驟③中Z為MgO，在wgM中，根據(jù)原子守恒，
n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，n（Al³⁺）=2n（Al₂O₃）=2×$\frac{1.020g}{102g/mol}$=0.02mol，n（Mg²⁺）=n（MgO）=$\frac{1.200g}{40g/mol}$=0.03mol，
則a：b：d=0.03mol：0.02mol：0.01mol=3：2：1，
若a=3、b=2、d=1，由2a+3b=c+2d可知，c=10，
因此M的化學(xué)式為Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃，
故答案為：Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃；
（4）Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃中的OH^-、CO₃^2-與鹽酸溶液中的H⁺發(fā)生離子反應(yīng)，離子方程式為10OH^-+CO₃^2-+12H⁺=CO₂↑+11H₂O，
故答案為：10OH^-+CO₃^2-+12H⁺=CO₂↑+11H₂O；
（5）wgM中，n（CO₃^2-）=0.01mol，n（Al³⁺）=0.02mol，n（Mg²⁺）=0.03mol，wg抗酸藥中含有Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃的物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量m=0.01mol×356g/mol=3.65g，則ω=$\frac{3.65g}{wg}$×100%=$\frac{365}{w}$%，
故答案為：$\frac{365}{w}$%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了復(fù)雜化學(xué)式的推斷，為高頻考點(diǎn)，熟知元素及其化合物的性質(zhì)是答題關(guān)鍵，涉及的離子反應(yīng)及其計(jì)算是難點(diǎn)，整體難度較大．