Question

20．平達(dá)喜是一種常用抗酸藥，其主要成分是由短周期元素組成的化合物X，式量為602．甲同學(xué)欲探究X的組成．
查閱資料：
①由短周期元素組成的抗酸藥的有效成分有碳酸氫鈉、碳酸鎂、氫氧化鋁、硅酸鎂鋁、堿式碳酸鎂鋁（或結(jié)晶水合物）．
②Al³⁺在pH=5.0時(shí)沉淀完全；Mg²⁺在pH=8.8時(shí)開始沉淀，在pH=11.4時(shí)沉淀完全．
實(shí)驗(yàn)過程：
Ⅰ．向一定量的X粉末中加入45.0 mL的2 mol/L鹽酸溶液中，恰好完全反應(yīng)并收集到112 mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）的A氣體，A氣體可使澄清石灰水變渾濁．
Ⅱ．用鉑絲蘸取少量Ⅰ中所得的溶液，在火焰上灼燒，無黃色火焰．
Ⅲ．向Ⅰ中所得的溶液中滴加氨水，調(diào)節(jié)pH至5～6，產(chǎn)生白色沉淀B，過濾．
Ⅳ．向沉淀B中加過量NaOH溶液，沉淀全部溶解．
Ⅴ．向Ⅲ中得到的濾液中滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至12，得到白色沉淀C．沉淀物進(jìn)行洗滌干燥后重1.74 g．
（1）A的電子式是．
（2）由Ⅰ中可確定X中存在兩種帶負(fù)電荷的原子團(tuán)及個(gè)數(shù)比n（OH^-）：n（CO₃^2-）=1.6：1．
（3）由Ⅰ判斷X一定不含有的元素是Si．
（4）Ⅲ中生成B的離子方程式是Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．
（5）Ⅳ中B溶解的化學(xué)方程式是Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O．
（6）沉淀C的化學(xué)式是Mg（OH）₂．
（7）若X中n（B）：n（C）=1：3，則X的化學(xué)式是Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．

Answer 1

分析 Ⅰ、氣體A可使澄清石灰水變渾濁，結(jié)合抗酸藥的有效成分，知該氣體為CO₂．根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積可知其物質(zhì)的量為；
X中一定不含Si，因?yàn)楣杷猁}中加入過量鹽酸，會產(chǎn)生硅酸沉淀，而題中給出Ⅰ中為溶液；
Ⅱ、X中一定不含Na，因?yàn)镹a的焰色為黃色．
Ⅲ、根據(jù)題給信息知調(diào)節(jié)pH至5～6時(shí)生成的白色沉淀為Al（OH）₃．
Ⅳ、加入過量NaOH溶液，沉淀B完全溶解，離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
Ⅴ、加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至12，有白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀C為Mg（OH）₂．以此可解答（1）（4）（5）（6）題；
（1）A為二氧化碳是碳原子分別和兩個(gè)氧原子形成兩對共用電子對形成的共價(jià)化合物；
（2）題目中鹽酸的物質(zhì)的量為：0.045L×2mol/L=0.09mol，二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{112×1{0}^{-3}}{22.4mol/L}$=0.005mol，
Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)為：H⁺+OH^-═H₂O，CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，根據(jù)反應(yīng)的量的關(guān)系可求的（2）題；
（3）X中一定不含Si，因?yàn)楣杷猁}中加入過量鹽酸，會產(chǎn)生硅酸沉淀；
（4）調(diào)節(jié)pH至5～6時(shí)生成的白色沉淀為Al（OH）₃，NH₃•H₂0為弱電解質(zhì)，離子方程式中應(yīng)寫為化學(xué)式；
（5）Al（OH）₃為兩性氫氧化物，能溶于強(qiáng)堿，加入過量NaOH溶液，Al（OH）₃沉淀完全溶解；
（6）根據(jù)“Mg²⁺在pH=8.8時(shí)開始沉淀，在pH=11.4時(shí)沉淀完全；
（7）Mg（OH）₂  的物質(zhì)的量為$\frac{1.74g}{58g/mol}$=0.03mol，根據(jù)X中n（B）：n（C）=1：3，則Al（OH）₃ 的物質(zhì)的量為0.01mol，
則n（CO₂）：n[Al（OH）₃]：n[Mg（OH）₂]=0.005：0.01：0.03=1：2：6，則CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺的物質(zhì)的量之比為1：2：6，結(jié)合電荷守恒，
則CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺、OH^-的物質(zhì)的量之比為1：2：6：16，根據(jù)相對分子質(zhì)量為602，可知1molX中含有4molH₂O，可解答（7）題中的化學(xué)式．

解答 解：（1）氣體A可使澄清石灰水變渾濁，結(jié)合抗酸藥的有效成分，知該氣體為CO₂，為共價(jià)化合物，電子式為：，故答案為：；  
（2）Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)為：H⁺+OH^-═H₂O，CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，鹽酸的物質(zhì)的量為：0.045L×2mol/L=0.09mol，二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{112×1{0}^{-3}}{22.4mol/L}$=0.05mol，n（OH^-）=0.09mol-0.005mol×2=0.08mol，所以：n（OH^-）：n（CO₃^2-）=0.08mol：0.005mol=16：1，
故答案為：n（OH^-）：n（CO₃^2-）=1.6：1．    
（3）X中一定不含Si，因?yàn)楣杷猁}中加入過量鹽酸，會產(chǎn)生硅酸沉淀，而題中給出Ⅰ中為溶液，
故答案為：Si；
（4）調(diào)節(jié)pH至5～6時(shí)生成的白色沉淀為Al（OH）₃，NH₃•H₂0為弱電解質(zhì)，離子方程式中應(yīng)寫為化學(xué)式，離子方程式為：Al³⁺+3NH₃•H₂0═Al（OH）₃+↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）Al（OH）₃為兩性氫氧化物，能溶于強(qiáng)堿，加入過量NaOH溶液，Al（OH）₃沉淀完全溶解，離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O；
（6）根據(jù)“Mg²⁺在pH=8.8時(shí)開始沉淀，在pH=11.4時(shí)沉淀完全，”加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至12，有白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀C為Mg（OH）₂，
故答案為：Mg（OH）₂；     
（7）已知：Mg（OH）₂  的物質(zhì)的量為$\frac{1.74g}{58g/mol}$=0.03mol，根據(jù)X中n（B）：n（C）=1：3，則Al（OH）₃ 的物質(zhì)的量為0.01mol，
則n（CO₂）：n[Al（OH）₃]：n[Mg（OH）₂]=0.005：0.01：0.03=1：2：6，則CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺的物質(zhì)的量之比為1：2：6，結(jié)合電荷守恒，
則CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺、OH^-的物質(zhì)的量之比為1：2：6：16，根據(jù)相對分子質(zhì)量為602，可知1molX中含有4molH₂O，所以X的化學(xué)式為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O，
故答案為：Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．

點(diǎn)評 本題考查平達(dá)喜藥物成分的探究實(shí)驗(yàn)，題目較為綜合，本題易錯(cuò)點(diǎn)為第（7）題，根據(jù)質(zhì)量守恒定律解答，題目難度中等．