Question

工業(yè)上以海水為原料可獲得金屬鎂及其多種化合物．其中Mg（OH）₂是制備鎂鹽、耐火材料和阻燃劑等的重要原料．已知：①25℃時(shí)，Mg（OH）₂的溶度積K_sp=5.6×10^-12；
②Mg（OH）₂（s）=MgO（s）+H₂O（g）△H=+81.5kJ?mol^-1．試回答下列問(wèn)題：
（1）下列敘述正確的是______．（填字母序號(hào)）
A．從海水中獲得Mg（OH）₂工業(yè)上選擇 NaOH作沉淀劑
B．Mg（OH）₂能用作阻燃劑主要因?yàn)榉纸馕鼰崆疑�成MgO覆蓋可燃物
C．工業(yè)上由Mg（OH）₂制金屬鎂的流程如下：

（2）已知酸堿指示劑百里酚藍(lán)變色的pH范圍如下：

pH	＜8.0	8.0～9.6	＞9.6
顏色	黃色	綠色	藍(lán)色

25℃時(shí)，Mg（OH）₂的飽和溶液中滴加2滴百里酚藍(lán)指示劑，溶液所呈現(xiàn)的顏色為_(kāi)_____．
（3）達(dá)喜是中和胃酸的常用藥物，其有效成分是鋁和鎂的堿式碳酸鹽（可能帶有結(jié)晶水）．現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)確定化學(xué)式：
實(shí)驗(yàn)一：取該堿式鹽3.01g充分灼燒至恒重，測(cè)得固體質(zhì)量減少了1.30g；
實(shí)驗(yàn)二：再取該堿式鹽3.01g使其溶于足量的鹽酸中，產(chǎn)生CO₂的體積為112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；
實(shí)驗(yàn)三：向?qū)嶒?yàn)二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74g白色沉淀．
①達(dá)喜中Mg²⁺與Al³⁺的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_____．
②計(jì)算達(dá)喜的化學(xué)式，寫出必要的計(jì)算過(guò)程．

Answer 1

解：（1）A、從海水中獲得Mg（OH）₂工業(yè)上選擇 NaOH作沉淀劑，不符合生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，故A不符合；
B、分解吸熱且生成MgO難溶會(huì)覆蓋可燃物，故B符合；
C、氯化鎂溶液應(yīng)在氯化氫氣流中蒸發(fā)結(jié)晶，故C不符合；
故答案為：B；
（2）25℃時(shí)，Mg（OH）₂的溶度積K_sp=5.6×10^-12；c（Mg²⁺）c²（OH^-）=5.6×10^-12；Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺+2OH^-；c（OH^-）=2c（Mg²⁺）=x，得到0.5x×x²=5.6×10^-12；
計(jì)算得到x=2.24×10^-4mol/L；c（H⁺）==4.5×10^-11mol/L，pH=10.4＞9.6，所以溶液呈藍(lán)色，
故答案為：藍(lán)色；
（3）①實(shí)驗(yàn)一：取該堿式鹽3.01g充分灼燒至恒重，測(cè)得固體質(zhì)量減少了1.30g；減少的是二氧化碳?xì)怏w和水蒸氣的質(zhì)量；灼燒得到固體為氧化鋁和氧化鎂的混合物；
實(shí)驗(yàn)二：再取該堿式鹽3.01g使其溶于足量的鹽酸中，產(chǎn)生CO₂的體積為112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；可以計(jì)算碳元素物質(zhì)的量；
實(shí)驗(yàn)三：向?qū)嶒?yàn)二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74g白色沉淀．判斷不是沉淀為氫氧化鎂沉淀；
可得n（CO₂）=n（CO₃^2-）==0.005mol，
3.01g堿式碳酸鹽中，含：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]==0.03mol
依據(jù)Al₂O₃和MgO質(zhì)量為3.01g-1.30g=1.71g；依據(jù)元素守恒計(jì)算得到：n（Al³⁺）=2n（Al₂O₃）=2×（3.01-1.30-0.03×40）÷102=0.01mol；
得到n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=0.03mol：0.01mol=3：1，
故答案為：3：1；
②3.01g堿式碳酸鹽中，含：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]==0.03mol，依據(jù)Al₂O₃和MgO質(zhì)量為3.01g-1.30g=1.71g，依據(jù)元素守恒計(jì)算得到
n（Al³⁺）=2n（Al₂O₃）==0.01mol，
n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.005mol，
n（OH^-）=（0.03×2+0.03×3-0.005×2）=0.08mol，
n（H₂O）==0.02mol，
所以n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O）=0.01mol：0.03mol：0.08mol：0.005mol：0.02mol=2：6：16：1：4，
即堿式碳酸鹽的化學(xué)式為：Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O，
答：達(dá)喜的化學(xué)式為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O．
分析：（1）A、從海水中獲得Mg（OH）₂工業(yè)上選擇 NaOH作沉淀劑，不符合生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益；
B、分解吸熱且生成MgO難溶會(huì)覆蓋可燃物；
C、氯化鎂溶液應(yīng)在氯化氫氣流中蒸發(fā)結(jié)晶；
（2）Mg（OH）₂的飽和溶液中的溶度積計(jì)算飽和溶液中的氫氧根離子濃度，結(jié)合水溶液中離子積計(jì)算氫離子濃度計(jì)算PH，結(jié)合圖標(biāo)分析判斷；
（3）依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟中的數(shù)據(jù)分析，堿式碳酸鹽與鹽酸反應(yīng)過(guò)程中先中和堿，再和碳酸鹽生成碳酸氫鹽，然后才會(huì)放出CO₂氣體，涉及到的化學(xué)反應(yīng)分析利用質(zhì)量守恒計(jì)算．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了鎂鋁及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用，物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)確定和計(jì)算，元素守恒的分析應(yīng)用時(shí)解題關(guān)鍵，題目難度較大．