Question

17．達(dá)喜[Al_aMg_b（OH）_c（CO₃）_d•xH₂O]常用于中和胃酸．
（1）1mol達(dá)喜與足量的鹽酸完全反應(yīng)后生成水的物質(zhì)的量為x+c+d（用含x等字母的代數(shù)式表示）．
（2）達(dá)喜化學(xué)式中a、b、c、d的關(guān)系為a+b＜c+d（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）已知在常溫下溶液中Al³⁺、Mg²⁺、Al${{O}_{2}}^{-}$的濃度與溶液pH的關(guān)系如圖所示．為測(cè)定達(dá)喜的組成，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：
①取達(dá)喜6.02g研碎，緩慢加入2.00mol•L^-1鹽酸使其溶解，當(dāng)加入鹽酸85.00mL時(shí)開(kāi)始產(chǎn)生CO₂，加入鹽酸至90.00mL時(shí)正好反應(yīng)完全．
②在①所得溶液中加入適量的氨水（填“氨水”、“氫氧化鋁”或“氯化鎂”）以調(diào)節(jié)溶液的pH至5.0～7.0，使有關(guān)離子完全沉淀．
③將②產(chǎn)生的全部沉淀過(guò)濾、洗滌，灼燒至恒重，稱量為1.02g．請(qǐng)通過(guò)計(jì)算確定達(dá)喜的化學(xué)式（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

分析 （1）1mol達(dá)喜中含cmolOH^-、dmolCO₃^2-，xmolH₂O，與鹽酸反應(yīng)均生成水；
（2）化合物中遵循電荷守恒，則3a+2b=c+2d；
（3）實(shí)驗(yàn)①加入90mL鹽酸，恰好溶液，產(chǎn)生溶液中溶質(zhì)為氯化鋁、氯化鎂，實(shí)驗(yàn)②加氨水使Al³⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，此時(shí)Mg²⁺沒(méi)有轉(zhuǎn)化為沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaCl、MgCl₂，由實(shí)驗(yàn)③可知，1.02g為氧化鋁的質(zhì)量，以此計(jì)算．

解答 解：（1）1mol達(dá)喜中含cmolOH^-、dmolCO₃^2-，xmolH₂O，與鹽酸反應(yīng)均生成水，由原子守恒可知，生成水的物質(zhì)的量為（x+c+d）mol，故答案為：x+c+d；
（2）化合物中遵循電荷守恒，則3a+2b=c+2d，陽(yáng)離子帶的電荷大于陰離子帶的電荷，則陽(yáng)離子的數(shù)目小，即a+b＜c+d，故答案為：＜；
（3）②由圖可知，調(diào)節(jié)溶液的pH至5.0～7.0，鎂離子沒(méi)有轉(zhuǎn)化為沉淀，只有鋁離子轉(zhuǎn)化為沉淀，則①所得溶液中加入適量的氨水調(diào)節(jié)pH，故答案為：氨水；
③鹽酸的總物質(zhì)的量為2.00mol•L-1×0.09L=0.18mol，
產(chǎn)生CO₂消耗鹽酸的物質(zhì)的量為（0.09-0.085）L×2.00 mol•L^-1×2=0.02mol，
CO₃^2-的物質(zhì)的量為0.02mol÷2=0.01 mol，
由①可知加入鹽酸后先中和掉OH^-，然后將CO₃²轉(zhuǎn)變成HCO₃^-，后加入的鹽酸再與HCO₃^-反應(yīng)生成CO₂，故n（Cl^-）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），故n（OH^-）=0.18mol-0.01mol×2=0.16mol，
n（Al³⁺）=2n（Al₂O₃）=2×$\frac{1.02g}{102g/mol}$=0.02mol，
由電荷守恒2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），故2n（Mg²⁺）=0.16mol+0.01mol×2-0.02mol×3=0.12mol，故n（Mg²⁺）=0.06mol，
m（H₂O）=6.02g-0.6g-2.72g-1.44g-0.54g=0.72g，故n（H₂O）=$\frac{0.72g}{18g/mol}$=0.04 mol，
則n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O）=0.02：0.06：0.16：0.01：0.04=2：6：16：1：4，達(dá)喜的組成為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O，
答：達(dá)喜的組成為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，注意利用守恒進(jìn)行計(jì)算是解答的關(guān)鍵，注意理解守恒思想，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度中等．