Question

8．將5.3g某堿式碳酸鹽固體（不含結(jié)晶水）M溶解于100g 9.8%的稀硫酸中，充分反應(yīng)后得到 224mLCO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）和含有MgSO₄、Al₂（SO₄）₃的溶液．向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入的溶質(zhì)NaOH的質(zhì)量關(guān)系如右圖所示．
（1）由圖可知，固體M與稀硫酸反應(yīng)后所得溶液中除含有溶質(zhì)MgSO₄和Al₂（SO₄）₃外，還含有的溶質(zhì)的物質(zhì)的量是0.01mol．
（2）M的化學(xué)式為Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃．

Answer 1

分析 M溶解于100g 9.8%的稀硫酸中，n（H₂SO₄）=$\frac{100g×9.8%}{98g/mol}$=0.1mol，充分反應(yīng)后得到224mL CO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，含有MgSO₄、Al₂（SO₄）₃的溶液，向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液，由圖可知，依次發(fā)生OH^-+H⁺=H₂O、3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓、OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，則氫氧化鎂的物質(zhì)的量為$\frac{3.48g}{58g/mol}$=0.06mol，氫氧化鋁的物質(zhì)的量為$\frac{5.04g-3.48g}{78g/mol}$=0.02mol，結(jié)合反應(yīng)及原子守恒計(jì)算．

解答 解：M溶解于100g 9.8%的稀硫酸中，n（H₂SO₄）=$\frac{100g×9.8%}{98g/mol}$=0.1mol，充分反應(yīng)后得到224mL CO₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，含有MgSO₄、Al₂（SO₄）₃的溶液，向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液，由圖可知，依次發(fā)生OH^-+H⁺=H₂O、3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓、OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，則氫氧化鎂的物質(zhì)的量為$\frac{3.48g}{58g/mol}$=0.06mol，氫氧化鋁的物質(zhì)的量為$\frac{5.04g-3.48g}{78g/mol}$=0.02mol，
（1）由圖可知，先加入0.8gNaOH后沒(méi)有生成沉淀，說(shuō)明反應(yīng)后硫酸有剩余，則先發(fā)生OH^-+H⁺=H₂O，故固體M與稀硫酸反應(yīng)后所得溶液中除含有溶質(zhì)MgSO₄和Al₂（SO₄）₃外，還含有的溶質(zhì)是H₂SO₄，0.8g氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：$\frac{0.8g}{40g/mol}$=0.02mol，則消耗硫酸的物質(zhì)的量為：n（H₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=0.02mol×$\frac{1}{2}$=0.01mol，
故答案為：0.01；       
（2）由原子守恒可知，n（Mg）=0.06mol，n（Al）=0.02mol，n（CO₃^2-）=0.01mol，n（OH^-）=$\frac{5.3g-0.06mol×24g/mol-0.02mol×27g/mol-0.01mol×60g/mol}{17g/mol}$=0.16mol，
則n（Mg）：n（Al）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）=6：2：1：16，
則堿式碳酸鹽的化學(xué)式為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃，
故答案為：Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子方程式的計(jì)算，題目難度中等，明確圖象中曲線變化的含義及發(fā)生反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計(jì)算中的應(yīng)用方法，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力．