Question

堿式碳酸鋁鎂

[Mg_aAl_b(OH)_c(CO₃)_d·xH₂O]常用作塑料阻燃劑。

(1)堿式碳酸鋁鎂具有阻燃作用，是由于其受熱分解需吸收大量熱量和________________________________。

(2)Mg_aAl_b(OH)_c(CO₃)_d·xH₂O中a、b、c、d的代數(shù)關系式為________。

(3)為確定堿式碳酸鋁鎂的組成，進行如下實驗：

①準確稱取3.390 g 樣品與足量稀鹽酸充分反應，生成CO₂ 0.560 L(已換算成標準狀況下)。

②另取一定量樣品在空氣中加熱，樣品的固體殘留率(×100%)隨溫度的變化如圖所示(樣品在270 ℃時已完全失去結(jié)晶水，600 ℃以上殘留固體為金屬氧化物的混合物)。

根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算堿式碳酸鋁鎂樣品中的n(OH^－)∶n(CO)(寫出計算過程)。

Answer 1

(1)生成的產(chǎn)物具有阻燃作用　(2)2a＋3b＝c＋2d

(3)n(CO₂)＝＝2.50×10^－2mol

m(CO₂)＝2.50×10^－2 mol×44 g·mol^－1＝1.10 g

在270～600 ℃之間，失去結(jié)晶水后的樣品進一步受熱分解放出CO₂和H₂O

m(CO₂)＋m(H₂O)＝3.390 g×(0.734 5－0.370 2)＝1.235 g

m(H₂O)＝1.235 g－1.10 g＝0.135 g

n(H₂O)＝＝7.50×10^－3 mol

n(OH^－)＝7.50×10^－3 mol×2＝1.50×10^－2 mol

n(OH^－)∶n(CO)＝1.50×10^－2 mol∶2.50×10^－2 mol＝3∶5

[解析] (1)堿式碳酸鋁鎂分解后生成Al₂O₃、MgO、CO₂，這些物質(zhì)都可起到阻燃作用。(2)根據(jù)化合物中各元素的化合價代數(shù)和為0，故2a＋3b＋(－1)c＋(－2)d＝0，即2a＋3b＝c＋2d。(3)利用標準狀況下CO₂的體積計算所含CO₂的物質(zhì)的量，從而求出CO₂的質(zhì)量；再結(jié)合圖像，求出分解過程中生成H₂O的質(zhì)量，從而求出H₂O的物質(zhì)的量。解題時要特別注意：①固體殘留率在73.45%以前，結(jié)晶水已經(jīng)全部失去，此時減少的質(zhì)量為分解生成的CO₂和H₂O，②固體分解可看成是鎂鋁的氫氧化物及其碳酸鹽的分解，故分解生成1 mol H₂O需要2 mol OH^－，分解生成1 mol CO₂需要1 mol CO。