Question

水滑石化学式为：[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O（相对分子质量为602），是环保型阻燃剂。它受热时生成4种不同的氧化物，请写出该物质分解的化学方程式：         。

在医药上，水滑石还能作为抗酸药，作用于胃和十二指肠溃疡等，某研究型学习小组要测定一种市售的水滑石药片中水滑石的质量分数。

【查阅资料】水滑石与稀硫酸反应的化学方程式为：

[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O+9H₂SO₄==6MgSO₄+Al₂(SO₄)₃+CO₂↑+21H₂O。药片中除了水滑石外含有一定量的辅料——淀粉等物质。

【提出猜想】小华想将该药片放在空气中充分灼烧完成测定；小明想通过水滑石与硫酸反应原理来完成测定，请你参与探究。

【设计方案】他们设计了不同的实验方案。

小华的方案，称取10.0g市售的水滑石药片研磨成粉末置于通风橱中，充分灼烧至质量不再减少，再称量剩余固体的质量为6.1g，减少的质量即为二氧化碳和水的总质量，则可求的水滑石药片中水滑石的质量分数为           %。

小明的方案：

（1）小明设计了下图所示的实验装置。取10.0g市售的水滑石药片研磨成粉末，进行实验。

【说明】碱石灰是氧化钙和氢氧化钠固体的混合物。B装置中发生的化学方程式为         。

（2）操作步骤

①连接好装置，检查装置的气密性②打开弹簧夹C，在A处缓缓通入一段时间的空气③称量F的质量④关闭弹簧夹C，慢慢滴加稀盐酸至过量，直至D中无气泡冒出⑤打开弹簧夹C，再次缓缓通入一段时间空气⑥再次称量F的质量，得前后两次质量差为0.44g。

（3）问题探究

B、E装置的作用分别是        、        。若没有G装置，则测定的水滑石的质量分数会      （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。实验选用稀硫酸而不选用稀盐酸的理由是      。

（4）数据计算

根据实验数据，可求得水滑石药片中水滑石的质量分数为        %。（写出计算过程）

【方案评价】在上述实验方案中，你认为合理的实验方案是       （填小华或小明），另一个方案不合理的原因是       。

 

Answer 1

【答案】

（12分）[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O   ^△ 6MgO+Al₂O₃+CO₂↑+12H₂O↑   90.3%

（1） CO₂+ 2NaOH="=" Na₂CO₃+H₂O

（3）除尽空气中的CO₂，排除干扰；除尽CO₂中的水蒸气，排除干扰； 防止空气中的二氧化碳和水进入F装置而影响测定；偏大；选用稀盐酸会因反应放热而使HCl气体挥发，使进入F装置的气体中混有HCl气体，而影响测定。

（4）设含[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O质量 X

[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O～CO_{2           ……………………}1分

　　602                   44

x                   0.44 g

602∶x =" 44" ∶0.44 g           _{……………………}1分

x =60.2%                 _{……………………}1分；

小明 ；灼烧后辅料中的淀粉也会产生二氧化碳和水，导致质量分数偏大

【解析】

试题分析：根据题中所给出的反应物的组成分析，该物质分解的化学方程式是[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O   ^△ 6MgO+Al₂O₃+CO₂↑+12H₂O↑。

根据差量法计算，固体减少的质量是CO₂和12H₂O的质量。

[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O   ^△ 6MgO+Al₂O₃+CO₂↑+12H₂O↑    ?m

602                                                                 260

m                                                 10.0g-6.1g=3.9g

602*3.9g=260m

解得m=9.03g

故水滑石药片中水滑石的质量分数为(9.03g/10.0g)*100%=90.3%。

（1）空气中的CO₂会和NaOH溶液反应，方程式为CO₂+ 2NaOH="=" Na₂CO₃+H₂O。

（3）空气中的CO₂会和NaOH溶液反应，故B装置的作用是除尽空气中的CO₂，排除干扰。浓硫酸能吸收水份，故E装置的作用是除尽CO₂中的水蒸气，排除干扰。G装置是防止空气中的CO₂进入，故没有G装置，则测定的水滑石的质量分数会偏大。稀盐酸易挥发而稀硫酸不易挥发。

（4）设含[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O质量 X

[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O～CO_{2           ……………………}1分

　　602                   44

x                   0.44 g

602∶x =" 44" ∶0.44 g           _{……………………}1分

x =60.2%                 _{……………………}1分；

小明 ；灼烧后辅料中的淀粉也会产生二氧化碳和水，导致质量分数偏大

考点：猜想与事实验证；科学探究的基本环节；化学实验方案设计与评价；反应现象和本质的联系；书写化学方程式

点评：综合实验既考查知识的识记、理解、迁移、运用，又考查分析、对比、归纳等思维能力，符合素质教育培养学生能力的要求，是中考方向，对这类题目要重点训练，特别是对实验的设计和评价，更是重中之重。