Question

19．铝和镁的碱式碳酸盐在生产生活中有多种用途．
（1）铝和镁的碱式碳酸盐在工业上能做阻燃剂，主要原因是反应分解吸收热量，有水生成吸收热量，有二氧化碳生成隔绝空气，生成高熔点的MgO、Al₂O₃．
（2）“达喜”是中和胃酸的常用药物，其有效成分是铝和镁的碱式碳酸盐．现进行如下实验确定化学式：
实验一：取该碱式盐3.01g充分灼烧至恒重，测得固体质量减少了1.30g；
实验二：再取该碱式盐3.01g使其溶于足量的盐酸中，产生CO₂的体积为112mL（标准状况）；
实验三：向实验二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74g白色沉淀．
①若实验一中灼烧不充分，达喜中Mg²⁺与Al³⁺的物质的量之比会偏小． （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
②计算“达喜”的化学式并写出计算过程．

Answer 1

分析 （1）铝和镁的碱式碳酸盐分解吸热，生成二氧化碳可隔绝空气；
（2）实验一中减少的是二氧化碳气体和水蒸气的质量，灼烧得到固体为氧化铝和氧化镁的混合物；
实验二中生CO₂的体积为112mL（标准状况），可以计算碳酸根离子的物质的量；
实验三中的1.74g白色沉淀为氢氧化镁沉淀，据此可计算出镁离子的物质的量，然后结合实验计算出3.01g该碱式盐中铝离子的物质的量；
再根据电荷守恒计算出碱式盐中含有的氢氧根离子的物质的量，最后根据质量守恒定律计算出碱式盐中含有水的物质的量，从而得出该碱式盐的化学式．

解答 解：（1）铝和镁的碱式碳酸盐分解吸热，降低燃烧温度，且生成二氧化碳可隔绝空气，可起到灭火的作用，同时生成高熔点的MgO、Al₂O₃，起到隔绝氧气的作用，
故答案为：反应分解吸收热量，有水生成吸收热量，有二氧化碳生成隔绝空气，生成高熔点的MgO、Al₂O₃；
（2）①如灼烧不充分，则实验一剩余固体质量偏大，实验二可确定氢氧化镁的质量，则测得含铝质量偏大，则Mg²⁺与Al³⁺的物质的量之比会偏小，
故答案为：偏小；
②3.01g碱式碳酸盐中，含：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=$\frac{1.74g}{58g/mol}$=0.03mol，依据Al₂O₃和MgO质量为3.01g-1.30g=1.71g，依据元素守恒计算得到
n（Al³⁺）=2n（Al₂O₃）=$\frac{2×（3.01-1.30-0.03×40）}{102}$=0.01mol，
n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.005mol，
n（OH^-）=（0.03×2+0.01×3-0.005×2）=0.08mol，
n（H₂O）=$\frac{（1.30-0.04×18-0.005×44）}{18}$=0.02mol，
所以n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O）=0.01mol：0.03mol：0.08mol：0.005mol：0.02mol=2：6：16：1：4，
即碱式碳酸盐的化学式为：Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O，
答：达喜的化学式为Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．即碱式碳酸盐的化学式为：Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．

点评 本题考查复杂化学式的计算等知识，难度中等，全面考查了学生的分析、理解能力和化学计算能力，注意把握实验的原理，从守恒的角度计算．．