Question

铝碳酸镁[Al_aMg_b?（CO₃）_c?（OH）_d?eH₂O]用于治疗慢性胃炎．称取3.01g铝碳酸镁样品，溶于50ml的2mol/L盐酸（过量），收集到气体112mL（标准状况）；往所得溶液中加入40mL的3mol/L NaOH溶液，过滤，将所得沉淀洗涤，干燥，称量得固体1.74g；再将滤液稀释到100mL，测得溶液中OH^-的浓度为0.1mol/L，由计算可以确定e的值为

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：守恒法

分析：根据生成二氧化碳的量计算出碳酸根离子的物质的量，氢氧化钠过量，生成的沉淀为氢氧化镁，根据n=

m

M

计算出氢氧化镁的物质的量，从而得出3.01g样品中含有的镁离子的物质的量；反应后溶质为氯化钠、偏铝酸钠和氢氧化钠，根据电荷守恒计算出偏铝酸根离子的物质的量，从而得出样品中含有铝离子的物质的量；设3.01g样品中含有氢氧根离子的物质的量为xmol，则：n（HCl）-2n（CO₃^2-）-x=n_总（OH^-）-n_剩余（OH^-）-2n（Mg²⁺）-4n（Al³⁺），据此计算出样品中氢氧根离子的物质的量；然后根据质量守恒计算出3.01g样品中含有水的质量、物质的量，最后根据a：b：c：d：e=n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）：n（H₂O）计算出e的值．

解答： 解：50mL的2mol/L盐酸中含有HCl的物质的量为：n（HCl）=2mol/L×0.05L=0.1mol，则反应后的溶液中n（Cl^-）=0.1mol，
生成二氧化碳的物质的量为：n（CO₂）=

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，根据C原子守恒，3.01g样品中含有0.005molCO₃^2-；
由于反应后氢氧根离子过量，则1.74g沉淀为氢氧化镁的质量，则氢氧化镁的物质的量为：

1.74g

58g/mol

=0.03mol，根据质量守恒可知，3.01g样品中镁离子的物质的量为0.03mol；
40mL 3mol?L^-1的NaOH溶液中氢氧化钠的物质的量为：3mol/L×0.04L=0.12mol，
反应后溶液中氢氧根离子的物质的量为：n（OH^-）=0.1 L×0.1 mol?L^-1=0.01mol，
反应后溶液中的溶质为NaCl、NaAlO₂、NaOH，根据离子电荷守衡：n（Cl^-）+n（OH^-）+n（AlO₂^-）=n（Na⁺），则：n（AlO₂^-）=0.12mol-0.1mol-0.01mol=0.01mol，根据质量守恒，3.01g样品中含有铝离子的物质的量为0.01mol；
生成0.05mol二氧化碳需要消耗氯化氢0.1mol，0.01mol铝离子转化成偏铝酸根离子需要消耗0.04mol氢氧根离子，生成0.03mol氢氧化镁沉淀需要消耗0.06mol氢氧根离子，设3.01g样品中含有氢氧根离子的物质的量为x，则：0.1mol-0.01mol-x=0.12mol-0.04-0.06mol-0.01mol，解得：x=0.08mol，
3.01g样品中含有水的质量为3.01g-27g/mol×0.01mol-24g/mol×0.03mol-60g/mol×0.005mol-17g/mol×0.08mol=0.36g，水的物质的量为

0.36g

18g/mol

=0.02mol，
所以a：b：c：d：e=n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）：n（H₂O）=0.01mol：0.03mol：0.005mol：0.08mol：0.02mol=2：6：1：16：4，即：a=2、b=6、c=1、d=16、e=4，
故答案为：4．

点评：本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应原理为解答关键，注意掌握质量守恒在化学计算中的应用，试题计算量较大，充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力．