Question

碱式碳酸盐A可用作胃药，其组成可表示为Al₂Mg₆(OH)x(CO₃)y·zH₂O。某校化学兴趣小组欲测定其化学式，实验设计如下：
实验I：称取一定质量的A，加热分解至恒重。
实验Ⅱ：称取一定质量的A与足量的酸反应，测量生成CO₂气体的质量。
可供选择的仪器和药品如图所示：（酸溶液限选6mol/LHCl或6mol/LH₂SO₄，其它试剂任选。）

回答下列问题：
(1)仪器乙的名称为________。
(2)请选择必要的装置完成实验II,正确的连接顺序为________ (按气流方向，用接口字母表示）；选用的酸溶液是________。
(3)有人提出不采用实验I，可在实验II结束后，在A完全反应后所得溶液中滴加足量的氨水，用无灰滤纸过滤，用蒸馏水洗涤反应容器2?3次，将洗涤液过滤，洗涤沉淀2?3次，将附着沉淀的滤纸放到坩埚中加热分解至恒重。判断沉淀已洗涤干净的方法是_________________,实际上未采用该方案的原因是不符合实验设计的________原则（填字母编号）。

A．科学性

B．安全性

C．可行性

D．简约性

(4)x与y的关系式是________ (用等式表示）。
(5)通过实验I的相关数据，经计算可得A的摩尔质量为602.0g. mol^-1。实验II中称得样品A的质量为9.030g，与足量酸完全反应后，CO₂吸收装置增重0.660g,则A 的化学式为________。

Answer 1

（1）圆底烧瓶（2分） （2）a→e，f→g，h（或h，g）→i （2分）  6mol/LH₂SO₄
（3）取少量末次沉淀洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液后吴浑浊，说明沉淀已洗涤干净（2分，合理即可）  D（2分） （4）x＋2y＝18（或x＝16y）（2分） （5）Al₂Mg₆(OH)₁₆CO₃·4H₂O（2分）

试题分析：（1）根据仪器的结构特点可知，仪器乙的名称为圆底烧瓶。
（2）要准确测量反应中生成的CO₂，则需要除去装置中残留的空气，因此反应前需要利用空气排尽装置的中的空气。由于空气中含有CO₂因此空气要首先通过氢氧化钠溶液除去空气中的CO₂。又因为反应中生成的CO₂含有水蒸气，所以还需要先通过浓硫酸除去水蒸气，最后再通过碱石灰吸收CO₂。同时为了防止空气中的CO₂也被吸收，还需要再连接有个盛有碱石灰的干燥管或U形管，因此正确的连接顺序是）a→e，f→g，h（或h，g）→i。由于盐酸易挥发，所以应该选择6mol/L的硫酸。
（3）由于滤液中含有42－，因此可以通过检验42－来检验沉淀是否洗涤干净，即取少量末次沉淀洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液后吴浑浊，说明沉淀已洗涤干净；根据A的组成阳离子可知，生成的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铝，但由于沉淀的生成、过滤、洗涤、干燥、称量过程过于复杂，因此实际上未采用该方案的原因是不符合实验设计的简约性，答案选D。
（4）根据化学式Al₂Mg₆(OH)x(CO₃)y·zH₂O并依据化合价代数和为0可知，x＋2y＝3×2＋2×6＝18。
（5）CO₂吸收装置增重0.660g,则CO₂的物质的量＝＝0.015mol
9.030g样品的物质的量＝＝0.015mol
所以根据原子守恒可知y＝1
则x＝18－2y＝16
所以z＝＝4
因此该物质的化学式为Al₂Mg₆(OH)₁₆CO₃·4H₂O