Question

鋁碳酸鎂[Al_aMg_b?（CO₃）_c?（OH）_d?eH₂O]用于治療慢性胃炎．稱取3.01g鋁碳酸鎂樣品，溶于50ml的2mol/L鹽酸（過(guò)量），收集到氣體112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；往所得溶液中加入40mL的3mol/L NaOH溶液，過(guò)濾，將所得沉淀洗滌，干燥，稱量得固體1.74g；再將濾液稀釋到100mL，測(cè)得溶液中OH^-的濃度為0.1mol/L，由計(jì)算可以確定e的值為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專(zhuān)題：守恒法

分析：根據(jù)生成二氧化碳的量計(jì)算出碳酸根離子的物質(zhì)的量，氫氧化鈉過(guò)量，生成的沉淀為氫氧化鎂，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算出氫氧化鎂的物質(zhì)的量，從而得出3.01g樣品中含有的鎂離子的物質(zhì)的量；反應(yīng)后溶質(zhì)為氯化鈉、偏鋁酸鈉和氫氧化鈉，根據(jù)電荷守恒計(jì)算出偏鋁酸根離子的物質(zhì)的量，從而得出樣品中含有鋁離子的物質(zhì)的量；設(shè)3.01g樣品中含有氫氧根離子的物質(zhì)的量為xmol，則：n（HCl）-2n（CO₃^2-）-x=n_總（OH^-）-n_剩余（OH^-）-2n（Mg²⁺）-4n（Al³⁺），據(jù)此計(jì)算出樣品中氫氧根離子的物質(zhì)的量；然后根據(jù)質(zhì)量守恒計(jì)算出3.01g樣品中含有水的質(zhì)量、物質(zhì)的量，最后根據(jù)a：b：c：d：e=n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）：n（H₂O）計(jì)算出e的值．

解答： 解：50mL的2mol/L鹽酸中含有HCl的物質(zhì)的量為：n（HCl）=2mol/L×0.05L=0.1mol，則反應(yīng)后的溶液中n（Cl^-）=0.1mol，
生成二氧化碳的物質(zhì)的量為：n（CO₂）=

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，根據(jù)C原子守恒，3.01g樣品中含有0.005molCO₃^2-；
由于反應(yīng)后氫氧根離子過(guò)量，則1.74g沉淀為氫氧化鎂的質(zhì)量，則氫氧化鎂的物質(zhì)的量為：

1.74g

58g/mol

=0.03mol，根據(jù)質(zhì)量守恒可知，3.01g樣品中鎂離子的物質(zhì)的量為0.03mol；
40mL 3mol?L^-1的NaOH溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：3mol/L×0.04L=0.12mol，
反應(yīng)后溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量為：n（OH^-）=0.1 L×0.1 mol?L^-1=0.01mol，
反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為NaCl、NaAlO₂、NaOH，根據(jù)離子電荷守衡：n（Cl^-）+n（OH^-）+n（AlO₂^-）=n（Na⁺），則：n（AlO₂^-）=0.12mol-0.1mol-0.01mol=0.01mol，根據(jù)質(zhì)量守恒，3.01g樣品中含有鋁離子的物質(zhì)的量為0.01mol；
生成0.05mol二氧化碳需要消耗氯化氫0.1mol，0.01mol鋁離子轉(zhuǎn)化成偏鋁酸根離子需要消耗0.04mol氫氧根離子，生成0.03mol氫氧化鎂沉淀需要消耗0.06mol氫氧根離子，設(shè)3.01g樣品中含有氫氧根離子的物質(zhì)的量為x，則：0.1mol-0.01mol-x=0.12mol-0.04-0.06mol-0.01mol，解得：x=0.08mol，
3.01g樣品中含有水的質(zhì)量為3.01g-27g/mol×0.01mol-24g/mol×0.03mol-60g/mol×0.005mol-17g/mol×0.08mol=0.36g，水的物質(zhì)的量為

0.36g

18g/mol

=0.02mol，
所以a：b：c：d：e=n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）：n（H₂O）=0.01mol：0.03mol：0.005mol：0.08mol：0.02mol=2：6：1：16：4，即：a=2、b=6、c=1、d=16、e=4，
故答案為：4．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了混合物反應(yīng)的計(jì)算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量守恒在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用，試題計(jì)算量較大，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．