Question

為研究水滑石的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，某校研究性學(xué)習(xí)小組取得了二種牌號(hào)的水滑石樣品擬進(jìn)行探究，請(qǐng)你參與探究并回答相關(guān)問(wèn)題．
（1）甲同學(xué)取天然水滑石樣品進(jìn)行恒重分析，已知天然水滑石的化學(xué)式可表示為：6MgO?Al₂O₃?CO₂?12H₂O，取0.1mol水滑石進(jìn)行加熱時(shí)，溫度與剩余固體質(zhì)量的關(guān)系如圖，平行線上的數(shù)字表示殘留固體的質(zhì)量．
當(dāng)溫度在0～280℃質(zhì)量不變，是什么原因：

 

．
A→B減少的物質(zhì)及其物質(zhì)的量為：

 

；
C→D減少的物質(zhì)及其物質(zhì)的量為：

 

；
D處化學(xué)組成為：

 

．
（2）乙組取的CA（美國(guó)化學(xué)文摘）登記號(hào)為12304-65-3的合成水滑石樣品，現(xiàn)只知其化學(xué)式為：Mg_aAl_b（OH）_C（CO₃）_d，a+b+c+d=25，a、b、c、d為正整數(shù)．取該水滑石樣品0.1mol，用1mol/L鹽酸使其完全溶解．
①消耗鹽酸的體積至少為：

 

L（用字母表示）；
②若參加反應(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，則該水滑石的化學(xué)式為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,鎂、鋁的重要化合物

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）首先要知道水滑石加熱到一定溫度才能發(fā)生分解，包括1、熱分解脫水，2、脫CO₃^2-．在空氣中低于280^οC時(shí)，無(wú)影響，當(dāng)加熱到B時(shí)，失去部分結(jié)晶水；加熱到D時(shí)，失去CO₂，生成金屬?gòu)?fù)合物在加熱過(guò)程中，可通過(guò)差量法求得化學(xué)式．
（2）據(jù)方程式：Mg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d+（2a+3b）HCl=bAlCl₃+aMgCl₂+（a+

3

2

b+

1

2

c）H₂O+dCO₂↑，計(jì)算耗酸量，
                 1                 （2a+3b）                                  d
 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(jià)代數(shù)和為0和已知關(guān)系列方程組         

則有：

2a+3b

d

=

18

1

，2a+3b=c+2d，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．

解答： 解：（1）水滑石加熱到一定溫度才能發(fā)生分解，如圖所示：
天然水滑石在加熱時(shí)，A→B發(fā)生分解，失去結(jié)晶水，n（H₂O）=

(60.2-53)g

18g/mol

=0.4mol，C→D發(fā)生分解生成CO₂，n（CO₂）=

38.6g-34.2g

44g/mol

=0.1mol；失去結(jié)晶水和CO₂后，故D處化學(xué)組成為：6MgO?Al₂O₃，
故答案為：天然水滑石在溫度低于280℃是穩(wěn)定的；0.4molH₂O；0.1molCO₂；6MgO?Al₂O₃；
（2）據(jù)方程式：Mg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d+（2a+3b）HCl=bAlCl₃+aMgCl₂+（a+

3

2

b+

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：

(0.2a+0.3b)mol

1mol/L

=（0.2a+0.3b）L，

則有：

2a+3b

d

=

18

1

據(jù)化合價(jià)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：0.2a+0.3b；Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了復(fù)雜化學(xué)式的計(jì)算，看圖分析等知識(shí)，題目難度稍大，試題涉及的計(jì)算量較大，解題過(guò)程中需要有較強(qiáng)的耐心，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解及化學(xué)計(jì)算能力．分析圖象信息是完成本題目的關(guān)鍵．