Question

工业上以海水为原料可获得金属镁及其多种化合物．其中Mg（OH）₂是制备镁盐、耐火材料和阻燃剂等的重要原料．已知：①25℃时，Mg（OH）₂的溶度积K_sp=5.6×10^-12；
②Mg（OH）₂（s）=MgO（s）+H₂O（g）△H=+81.5kJ?mol^-1．试回答下列问题：
（1）下列叙述正确的是______．（填字母序号）
A．从海水中获得Mg（OH）₂工业上选择 NaOH作沉淀剂
B．Mg（OH）₂能用作阻燃剂主要因为分解吸热且生成MgO覆盖可燃物
C．工业上由Mg（OH）₂制金属镁的流程如下：

（2）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如下：

pH	＜8.0	8.0～9.6	＞9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25℃时，Mg（OH）₂的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为______．
（3）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（可能带有结晶水）．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达喜中Mg²⁺与Al³⁺的物质的量之比为______．
②计算达喜的化学式，写出必要的计算过程．

Answer 1

解：（1）A、从海水中获得Mg（OH）₂工业上选择 NaOH作沉淀剂，不符合生产的经济效益，故A不符合；
B、分解吸热且生成MgO难溶会覆盖可燃物，故B符合；
C、氯化镁溶液应在氯化氢气流中蒸发结晶，故C不符合；
故答案为：B；
（2）25℃时，Mg（OH）₂的溶度积K_sp=5.6×10^-12；c（Mg²⁺）c²（OH^-）=5.6×10^-12；Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺+2OH^-；c（OH^-）=2c（Mg²⁺）=x，得到0.5x×x²=5.6×10^-12；
计算得到x=2.24×10^-4mol/L；c（H⁺）==4.5×10^-11mol/L，pH=10.4＞9.6，所以溶液呈蓝色，
故答案为：蓝色；
（3）①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；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：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）；可以计算碳元素物质的量；
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．判断不是沉淀为氢氧化镁沉淀；
可得n（CO₂）=n（CO₃^2-）==0.005mol，
3.01g碱式碳酸盐中，含：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]==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）=2×（3.01-1.30-0.03×40）÷102=0.01mol；
得到n（Mg²⁺）：n（Al³⁺）=0.03mol：0.01mol=3：1，
故答案为：3：1；
②3.01g碱式碳酸盐中，含：n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]==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）==0.01mol，
n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.005mol，
n（OH^-）=（0.03×2+0.03×3-0.005×2）=0.08mol，
n（H₂O）==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．
分析：（1）A、从海水中获得Mg（OH）₂工业上选择 NaOH作沉淀剂，不符合生产的经济效益；
B、分解吸热且生成MgO难溶会覆盖可燃物；
C、氯化镁溶液应在氯化氢气流中蒸发结晶；
（2）Mg（OH）₂的饱和溶液中的溶度积计算饱和溶液中的氢氧根离子浓度，结合水溶液中离子积计算氢离子浓度计算PH，结合图标分析判断；
（3）依据实验步骤中的数据分析，碱式碳酸盐与盐酸反应过程中先中和碱，再和碳酸盐生成碳酸氢盐，然后才会放出CO₂气体，涉及到的化学反应分析利用质量守恒计算．
点评：本题考查了镁铝及其化合物性质的应用，物质组成的实验确定和计算，元素守恒的分析应用时解题关键，题目难度较大．