Question

14．水滑石（IDHs）是一類功能無機非金屬材料，可用作塑料的阻燃劑等．某課外活動小組的同學(xué)通過如圖流程制備鎂鋁水滑石．

Ⅰ．水滑石的制備
（1）A溶液為一定濃度的Mg（NO₃）₂與Al（NO₃）₂的混合溶液．配制時，除燒杯、玻璃棒外，還需要的玻璃儀器有500 mL容量瓶，膠頭滴管；
（2）B溶液為c（NaOH）=1.6mol•L^-1和c（Na₂CO₃）=0.8mol•L^-1的混合溶液，則配制時，需稱取NaOH的質(zhì)量為32.0g；B溶液中c（Na⁺）=3.2mol•L^-1；
（3）過濾時玻璃棒的作用是引流．
Ⅱ．水滑石組成測定
（4）對上述制得的水滑石進(jìn)行化學(xué)分析，設(shè)水滑石組成為Mg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d．已知a+b+c+d=25（a、b、c、d為正整數(shù)）．若制得的樣品[含0.1molMg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d]用1mol•L^-1鹽酸使其完全溶解．則：
①消耗鹽酸的體積至少為（0.2a+0.3b）L（用含字母代數(shù)式表示）．
②若參加反應(yīng)的HCl的物質(zhì)的量生成CO2的物質(zhì)的量之比為18：1，則該水滑石的化學(xué)式為Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的步驟選擇使用的儀器；
（2）依據(jù)n=cV計算NaOH的質(zhì)量，c=$\frac{n}{V}$計算B溶液中c（Na⁺）；
（3）過濾時玻璃棒的作用是引流；
（4）①據(jù)方程式：Mg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d+（2a+3b）HCl=bAlCl₃+aMgCl₂+（a+$\frac{3}{2}$b+$\frac{1}{2}$c）H₂O+dCO₂↑，計算耗酸量；
②根據(jù)參加反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量與生成CO₂的物質(zhì)的量之比為18：1及化合價代數(shù)和為0和已知關(guān)系列方程組進(jìn)行計算．

解答 解：（1）配制500mL 一定濃度的Mg（NO₃）₂與Al（NO₃）₂的混合溶液的步驟為：計算、稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻等，需要使用的儀器有：鑰匙、天平、燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管、玻璃棒等，所以還缺少的玻璃儀器為：500 mL容量瓶，膠頭滴管；
故答案為：500 mL容量瓶，膠頭滴管；
（2）因為B溶液為c（NaOH）=1.6mol•L^-1和c（Na₂CO₃）=0.8mol•L^-1的混合溶液，則NaOH的質(zhì)量m=40n=40cV=40×1.6×0.5=32.0g，c（Na⁺）=$\frac{n}{V}$=$\frac{1.6×0.5+0.8×0.5×2}{0.5}$=3.2mol•L^-1；故答案為：32.0g；3.2；
（3）過濾時玻璃棒的作用是引流，故答案為：引流；
（4）①據(jù)方程式：Mg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d+（2a+3b）HCl=bAlCl₃+aMgCl₂+（a+$\frac{3}{2}$b+$\frac{1}{2}$c）H₂O+dCO₂↑，
                                                   1                        （2a+3b）                                                         d
1mol水滑石消耗（2a+3b）mol鹽酸，則0.1mol水滑石消耗（0.2a+0.3b）mol鹽酸，消耗鹽酸體積為：$\frac{（0.2a+0.3b）mol}{1mol/L}$=（0.2a+0.3b）L，故答案為：（0.2a+0.3b）；
②又參加反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量與生成CO₂的物質(zhì)的量之比為18：1，所以$\frac{2a+3b}edbts3v$=18：1
據(jù)化合價代數(shù)和為0，則有：2a+3b=c+2d
又有：a+b+c+d=25
故解得：a：b：c：d=6：2：16：1，故水滑石的化學(xué)式為：Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃，
故答案為：Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃．

點評 本題考查了配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的方法及其計算，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解及化學(xué)計算能力，明確配制原理和過程是解題關(guān)鍵，注意基本公式的應(yīng)用，題目難度不大．