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15.已知某抗酸药X的组成可表示为aMgCO3•bMg(OH)2•cAl(OH)3•dH2O(a、b、c、d为最简整数比),为确定X的化学式,某研究小组做了如图1实验.

(1)写出Al3+的结构示意图,MgO的电子式
(2)写出加入NaOH溶液发生反应的离子方程式:Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
(3)另取6.02gX和过量稀硫酸,在20℃下,按图2装置进行实验(夹持仪器略去).
①检查该装置气密性的方法是向水准管加入一定量的水,水准管与量气管液面形成高度差,在一段时间内不变.
②混合药品的正确操作是将稀硫酸转移到抗酸药X中,原因是确保抗酸药X完全反应.
③反应完毕,收集到气体0.24L.读取气体体积时,除视线要与刻度线相平外,还应注意冷却至室温(或20℃),水准管与量气管的液面相平.(已知20℃,1个大气压下,气体摩尔体积为24.0L•mol-1.)
(4)该抗酸药的化学式是MgCO3•5Mg(OH)2•2Al(OH)3•4H2O.

分析 已知某抗酸药X的组成可表示为aMgCO3•bMg(OH)2•cAl(OH)3•dH2O,加热灼烧得到氧化镁、氧化铝、二氧化碳和水,加入氢氧化钠溶液氧化铝溶解生成四羟基合铝酸钠,
(1)铝是13号元素,最外层有3个电子,Al3是将原子的外层电子失去,次外层做最外层;MgO是离子化合物,由Mg2+离子和O2-离子构成;
(2)加入NaOH溶液发生的反应是aMgCO3•bMg(OH)2•cAl(OH)3•dH2O分解产物中的氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠;
(3)①检查装置气密性,可以依据装置内加入水后压强的变化和液面变化分析;
②混合药品的正确操作是将稀硫酸转移到抗酸药X中,硫酸为液体倾斜后进入药品一端充分发生反应;
③量气管和水准管液面相同,温度降低到室温,读取读数需要视线和液面凹液面最低处相平;
(4)取6.02gX和过量稀硫酸反应生成气体为二氧化碳,收集到二氧化碳气体0.24L,已知20℃,1个大气压下,气体摩尔体积为24.0L•mol-1,二氧化碳物质的量=$\frac{0.24L}{24L/mol}$=0.01mol,则MgCO3物质的量为0.01mol,固体6.02g灼烧质量减小为二氧化碳和水蒸气,3.42g加入氢氧化钠溶液溶解后固体质量为2.4g为氧化镁的质量,物质的量n(MgO)=$\frac{2.4g}{40g/mol}$=0.06mol,元素守恒可知Mg(OH)2物质的量n(Mg(OH)2)=0.06mol-0.01mol=0.05mol,减少的固体质量为氧化铝的质量,物质的量n(Al2O3)=$\frac{3.42g-2.4g}{102g/mol}$=0.01mol,则结晶水合物中结晶水物质的量n(H2O),依据元素守恒计算得到.

解答 解:(1)铝是13号元素,最外层有3个电子,Al3+是将原子的外层电子失去,次外层做最外层,离子结构示意图为,MgO是离子化合物,由Mg2+离子和O2-离子构成,MgO的电子式为
故答案为:;  
(2)加入NaOH溶液发生的反应是aMgCO3•bMg(OH)2•cAl(OH)3•dH2O分解产物中的氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,反应的离子方程式为:Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
故答案为:Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-
(3)①检查该装置气密性的方法是:向水准管加入一定量的水,水准管与量气管液面形成高度差,在一段时间内不变,
故答案为:向水准管加入一定量的水,水准管与量气管液面形成高度差,在一段时间内不变;
②混合药品的正确操作是将稀硫酸转移到抗酸药X中,硫酸为液体倾斜后进入药品一端充分发生反应,原因是确保抗酸药X完全反应,
故答案为:确保抗酸药X完全反应;
③反应完毕,收集到气体0.24L.读取气体体积时,除视线要与刻度线相平外,还应注意冷却至室温(或20℃),水准管与量气管的液面相平,减少测定气体体积误差,
故答案为:冷却至室温(或20℃),水准管与量气管的液面相平;
(4)取6.02gX和过量稀硫酸反应生成气体为二氧化碳,收集到二氧化碳气体0.24L,已知20℃,1个大气压下,气体摩尔体积为24.0L•mol-1,二氧化碳物质的量=$\frac{0.24L}{24L/mol}$=0.01mol,则MgCO3物质的量为0.01mol,固体6.02g灼烧质量减小为二氧化碳和水蒸气,3.42g加入氢氧化钠溶液溶解后固体质量为2.4g为氧化镁的质量,物质的量n(MgO)=$\frac{2.4g}{40g/mol}$=0.06mol,元素守恒可知Mg(OH)2物质的量n(Mg(OH)2)=0.06mol-0.01mol=0.05mol,减少的固体质量为氧化铝的质量,物质的量n(Al2O3)=$\frac{3.42g-2.4g}{102g/mol}$=0.01mol,
则结晶水合物中n(H2O)=$\frac{6.02g-0.01mol×84g/mol-0.05mol×58g/mol-0.02mol×78g/mol}{18g/mol}$=0.04mol,
aMgCO3•bMg(OH)2•cAl(OH)3•dH2O中,a:b:c:d=0.01mol:0.05mol:0.02mol:0.04mol=1:5:2:4,
化学式为:MgCO3•5Mg(OH)2•2Al(OH)3•4H2O,
故答案为:MgCO3•5Mg(OH)2•2Al(OH)3•4H2O.

点评 本题考查了微粒表示方法、检验物质分解生成产物的实验过程和定量计算、气体测量方法和注意问题,掌握基础是解题关键,题目难度中等.

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