Question

3．堿式碳酸鹽A可用作胃藥，其組成可表示為Al₂Mg₆（OH）_x（CO₃）_y•zH₂O．某�；瘜W(xué)興趣小組欲測定其化學(xué)式，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：稱取一定質(zhì)量的A，加熱分解至恒
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：稱取一定質(zhì)量的A，與足量的酸反應(yīng)，測量生成CO₂氣體的質(zhì)量．
實(shí)驗(yàn)裝置和部分藥品如圖所示：（酸溶液限選6mol/L^-1 HCl或6mol/L^-1 H₂SO₄，其它試劑任選．）
回答下列問題：
（1）玻璃儀器甲的名稱為分液漏斗
（2）可以采用上述裝置完成實(shí)驗(yàn)Ⅱ，選用的酸溶液是6mol/L的硫酸，裝置中NaOH溶液的作用是除去空氣中的CO₂
（3）堿式碳酸鹽A的分子式中，x與y的關(guān)系式是x+2y=18（用等式表示）．
（4）通過實(shí)驗(yàn)Ⅰ的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算可得A的摩爾質(zhì)量為602.0g•mol^-1．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中稱得樣品A的質(zhì)量為9.030g，與足量酸完全反應(yīng)后，CO₂吸收裝置增重0.660g，則A的化學(xué)式為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．

Answer 1

分析 要準(zhǔn)確測量反應(yīng)中生成的CO₂，則需要除去裝置中殘留的空氣，因此反應(yīng)前需要利用空氣排盡裝置的中的空氣；由于空氣中含有CO₂因此空氣要首先通過氫氧化鈉溶液除去空氣中的CO₂；又因?yàn)榉磻?yīng)中生成的CO₂含有水蒸氣，所以還需要先通過濃硫酸除去水蒸氣，最后再通過堿石灰吸收CO₂．同時(shí)為了防止后面空氣中的CO₂也被吸收，還需要再連接有個(gè)盛有堿石灰的干燥管或U形管，據(jù)此分析，
（1）根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，儀器甲的名稱為分液漏斗；
（2）根據(jù)鹽酸具有易揮發(fā)產(chǎn)生雜質(zhì)氣體來選擇；氫氧化鈉溶液吸收通入空氣中的二氧化碳避免干擾反應(yīng)生成二氧化碳的測定；
（3）根據(jù)化學(xué)式Al₂Mg₆（OH）x（CO₃）y•zH₂O并依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0列式判斷；
（4）CO₂吸收裝置增重0.660g，則CO₂的物質(zhì)的量=$\frac{0.660g}{44g/mol}$=0.015mol，9.030g樣品的物質(zhì)的量=$\frac{9.030g}{602g/mol}$=0.015mol，所以根據(jù)原子守恒可知y=1，則x=18-2y=16，最后再根據(jù)相對分子質(zhì)量計(jì)算z的數(shù)值．

解答 解：（1）根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，儀器甲的名稱為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
（2）由于鹽酸易揮發(fā)，濃硫酸不能吸收氯化氫，進(jìn)入裝置堿石灰中被吸收增大二氧化碳的測定量產(chǎn)生誤差，所以應(yīng)該選擇6mol/L的硫酸，要準(zhǔn)確測量反應(yīng)中生成的CO₂，則需要除去裝置中殘留的空氣，因此反應(yīng)前需要利用空氣排盡裝置的中的空氣，由于空氣中含有CO₂因此空氣要首先通過氫氧化鈉溶液除去空氣中的CO₂，
故答案為：6mol/L的硫酸；除去空氣中的CO₂；
（3）根據(jù)化學(xué)式Al₂Mg₆（OH）x（CO₃）y•zH₂O并依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知，x+2y=3×2+2×6=18，故答案為：x+2y=18；
（4）CO₂吸收裝置增重0.660g，則CO₂的物質(zhì)的量=$\frac{0.660g}{44g/mol}$=0.015mol
9.030g樣品的物質(zhì)的量=$\frac{9.030g}{602g/mol}$=0.015mol
所以根據(jù)原子守恒可知y=1
則x=18-2y=16
所以z=$\frac{602-27×2-34×6-17×16-60}{18}$=4，
因此該物質(zhì)的化學(xué)式為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O，
故答案為：Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了探究確定堿式碳酸鹽的化學(xué)式的方法，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題，試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對學(xué)生能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作能力，題目難度中等．