Question

平达喜是一种常用抗酸药，其主要成分是由短周期元素组成的化合物X，式量为602．甲同学欲探究X的组成．
查阅资料：
①由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、碱式碳酸镁铝（或结晶水合物）．
②Al³⁺在pH=5.0时沉淀完全； Mg²⁺在pH=8.8时开始沉淀，在pH=11.4时沉淀完全．
实验过程：
I．向一定量的X粉末中加入45.0mL的2mol/L盐酸溶液中，恰好完全反应并收集到112mL（标准状况下）的A气体，A气体可使澄清石灰水变浑浊．
Ⅱ．用铂丝蘸取少量I中所得的溶液，在火焰上灼烧，无黄色火焰．
Ⅲ．向I中所得的溶液中滴加氨水，调节pH至5～6，产生白色沉淀B，过滤．
Ⅳ．向沉淀B中加过量NaOH溶液，沉淀全部溶解．
Ⅴ．向Ⅲ中得到的滤液中滴加NaOH溶液，调节pH至12，得到白色沉淀C．沉淀物进行洗涤干燥后重1.74g．
（1）A的电子式是

．
（2）由I可确定X中存在两种带负电荷的原子团及个数比

n（OH^-）：n（CO₃^2-）=16：1

（3）由I判断X一定不含有的元素是

Si

．
（4）Ⅲ中生成B的离子方程式是

Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
（5）Ⅳ中B溶解的化学方程式是

Al（OH）₃+NaOH^-=NaAlO₂+2H₂O

．
（6）沉淀C的化学式是

Mg（OH）₂

．
（7）若X中n（B）：n（C）=1：3，则X的化学式是

Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O

．

Answer 1

分析：（1）Ⅰ、气体A可使澄清石灰水变浑浊，结合抗酸药的有效成分，知该气体为CO₂．根据标准状况下的体积可知其物质的量为；
X中一定不含Si，因为硅酸盐中加入过量盐酸，会产生硅酸沉淀，而题中给出Ⅰ中为溶液；
Ⅱ、X中一定不含Na，因为Na的焰色为黄色．
Ⅲ、根据题给信息知调节pH至5～6时生成的白色沉淀为Al（OH）₃．
Ⅳ、加入过量NaOH溶液，沉淀B完全溶解，离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
Ⅴ、加入NaOH溶液调节pH至12，有白色沉淀产生，则沉淀C为Mg（OH）₂．以此可解答（1）（4）（5）（6）题；
（2）题目中盐酸的物质的量为：0.045L×2mol/L=0.09mol，二氧化碳的物质的量为：

112×10-3L

22.4mol/L

=0.005mol，
Ⅰ中发生的反应为：H⁺+OH^-═H₂O，CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，根据反应的量的关系可求的（2）题；
（3）Mg（OH）₂  的物质的量为

1.74g

58g/mol

=0.03mol，根据X中n（B）：n（C）=1：3，则Al（OH）₃ 的物质的量为0.01mol，
则n（CO₂）：n[Al（OH）₃]：n[Mg（OH）₂]=0.005：0.01：0.03=1：2：6，则CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺的物质的量之比为1：2：6，结合电荷守恒，
则CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺、OH^-的物质的量之比为1：2：6：16，根据相对分子质量为602，可知1molX中含有4molH₂O，可解答（7）题中的化学式．

解答：解：（1）气体A可使澄清石灰水变浑浊，结合抗酸药的有效成分，知该气体为CO₂，为共价化合物，电子式为：，故答案为：；  
（2）Ⅰ中发生的反应为：H⁺+OH^-═H₂O，CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，盐酸的物质的量为：0.045L×2mol/L=0.09mol，二氧化碳的物质的量为：

112×10-3L

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，故答案为：n（OH^-）：n（CO₃^2-）=1.6：1．    
（3）X中一定不含Si，因为硅酸盐中加入过量盐酸，会产生硅酸沉淀，而题中给出Ⅰ中为溶液，故答案为：Si；
（4）调节pH至5～6时生成的白色沉淀为Al（OH）₃，NH₃?H₂0为弱电解质，离子方程式中应写为化学式，故答案为：Al³⁺+3NH₃?H₂0═Al（OH）₃+↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）Al（OH）₃为两性氢氧化物，能溶于强碱，加入过量NaOH溶液，Al（OH）₃沉淀完全溶解，离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，故答案为：Al（OH）₃+NaOH^-=NaAlO₂+2H₂O；
（6）根据“Mg²⁺在pH=8.8时开始沉淀，在pH=11.4时沉淀完全，”加入NaOH溶液调节pH至12，有白色沉淀产生，则沉淀C为Mg（OH）₂，故答案为：Mg（OH）₂；     
（7）已知：Mg（OH）₂  的物质的量为

1.74g

58g/mol

=0.03mol，根据X中n（B）：n（C）=1：3，则Al（OH）₃ 的物质的量为0.01mol，
则n（CO₂）：n[Al（OH）₃]：n[Mg（OH）₂]=0.005：0.01：0.03=1：2：6，则CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺的物质的量之比为1：2：6，结合电荷守恒，
则CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺、OH^-的物质的量之比为1：2：6：16，根据相对分子质量为602，可知1molX中含有4molH₂O，所以X的化学式为Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O，
故答案为：Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O．

点评：本题考查平达喜药物成分的探究实验，题目较为综合，本题易错点为第（7）题，根据质量守恒定律解答．