镁及其化合物在工业上有广泛的应用．完成下列计算:(1)称取某镁铝合金10g.放入100mL 3mol/L的NaOH溶液中.完全反应收集到6.72L的H2．该合金中镁的质量分数为．(2)将镁条在空气中燃烧后的产物溶解在50mL 1.6mol/L的盐酸中恰好完全反应.再加入过量NaOH把NH3全部蒸发出来.经测定NH3为0.102g.则镁条在空气中燃烧的产物� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

镁及其化合物在工业上有广泛的应用．
完成下列计算：
（1）称取某镁铝合金10g，放入100mL 3mol/L的NaOH溶液中，完全反应收集到6.72L的H₂（标准状况）．该合金中镁的质量分数为

．
（2）将镁条在空气中燃烧后的产物溶解在50mL 1.6mol/L的盐酸中恰好完全反应，再加入过量NaOH把NH₃全部蒸发出来，经测定NH₃为0.102g，则镁条在空气中燃烧的产物及质量为

．
（3）Mg（HCO₃）₂溶液加热分解，得到产品轻质碳酸镁．18.2g轻质碳酸镁样品经高温完全分解后得8.0g 氧化镁固体，放出3.36L二氧化碳（标准状况），求轻质碳酸镁的化学式．
（4）氯离子插层的镁铝水滑石（Mg-Al-Cl LDHs）是一种新型的阴离子交换材料．其结构示意图如图所示（每一层可视作平面无限延伸结构）．该离子交换原理是将插层离子与其它阴离子进行等电荷交换．取镁铝水滑石10.66g与0.02mol Na₂CO₃发生完全交换，产物在高温下完全分解，得到金属氧化物和气体．将金属氧化物加入稀硝酸完全溶解后，再加入NaOH溶液直至过量，最终得到4.64g白色沉淀．求Mg-Al-Cl LDHs的化学式．

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）发生反应：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，根据方程式计算Al的质量，进而计算Mg的质量，再计算合金中Mg的质量分数；
（2）Mg条在空气中燃烧生成MgO与Mg₃N₂，根据氮原子守恒计算n（Mg₃N₂），进而计算m（Mg₃N₂），与盐酸反应生成氯化镁与氯化铵，根据氯离子守恒计算n（MgCl₂），再根据Mg原子守恒计算n（MgO），进而计算m（MgO）；
（3）18.2g轻质碳酸镁样品经高温完全分解后得8.0g 氧化镁固体，放出3.36L二氧化碳（标准状况），二氧化碳的质量为

3.36L

22.4L/mol

×44g/mol=6.6g，而8g+6.6g=14.6g＜18.2g，故有水生成，则生成水的质量为18.2g-14.6g=3.6g，根据碳原子守恒计算n（CO₃^2-），根据Mg原子守恒计算n（Mg²⁺），根据电荷守恒判断计算n（OH^-），再根据H元素守恒判断计算n（H₂O），进而确定其化学式；
（4）氯离子插层的镁铝水滑石中氯离子与碳酸根离子交换，根据电荷守恒可以计算n（Cl^-）；完全交换产物在高温下完全分解，得到金属氧化物和气体，应是氧化镁、氧化铝与二氧化碳，将金属氧化物加入稀硝酸完全溶解后，再加入NaOH溶液直至过量，最终得到4.64g白色沉淀为Mg（OH）₂，据此计算n（Mg²⁺），由结构示意图可知，Mg²⁺与Al³⁺的个数比为2：1，据此计算n（Al³⁺），再根据电荷守恒计算n（OH^-），根据质量守恒判断计算n（H₂O），进而确定Mg-Al-Cl LDHs的化学式．

解答： 解：（1）氢气的物质的量为

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，发生反应：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑，可知Al的物质的量为0.3mol×

=0.2mol，Al的质量为0.2mol×27g/mol=5.4g，Mg的质量为10g-5.4g=4.6g，故合金中Mg的质量分数为

4.6g

10g

×100%=46%，故答案为：46%；
（2）Mg条在空气中燃烧生成MgO与Mg₃N₂，根据氮原子守恒n（Mg₃N₂）=

n（NH₃）=

0.102g

17g/mol

=0.003mol，故m（Mg₃N₂）=0.003mol×100g/mol=0.3g，燃烧产物与盐酸反应生成氯化镁与氯化铵，根据氯离子守恒2n（MgCl₂）+n（NH₄Cl）=n（HCl），即2n（MgCl₂）+

0.102g

17g/mol

=0.05L×1.6mol/L，则n（MgCl₂）=0.037mol，根据Mg原子守恒n（MgO）+3n（Mg₃N₂）=n（MgCl₂），故n（MgO）=0.037mol-0.003mol×3=0.028mol，故m（MgO）=0.028mol×40g/mol=1.12g，
故答案为：MgO 1.12g；Mg₃N₂0.3g；
（3）18.2g轻质碳酸镁样品经高温完全分解后得8.0g 氧化镁固体，放出3.36L二氧化碳（标准状况），二氧化碳的质量为

3.36L

22.4L/mol

×44g/mol=6.6g，而8g+6.6g=14.6g＜18.2g，故有水生成，则生成水的质量为18.2g-14.6g=3.6g，
放出CO₂的物质的量为

3.36L

22.4L/mol

=0.15 mol，则n（CO₃^2-）=0.15 mol，
由题意n（Mg²⁺）=n（MgO）=

40g/mol

=0.2 mol，
由题意根据电荷守恒，得n（OH^-）=2n（Mg²⁺）-2n（CO₃^2-）=0.1mol，
则n（H₂O）=（18.2g-0.1mol×24g/mol-0.15mol×60g/mol-0.1mol╳17g/mol）÷18g/mol=0.15 mol，
故n（MgCO₃）：n[Mg（OH）₂]：n（H₂O）=0.15mol：（0.2mol-0.15mol）：0.15mol=3：1：3，
可得出晶体的化学式为3MgCO₃?Mg（OH）₂?3H₂O，
答：晶体的化学式为3MgCO₃?Mg（OH）₂?3H₂O；
（4）氯离子插层的镁铝水滑石中氯离子与碳酸根离子交换，根据电荷守恒n（Cl^-）=2n（CO₃^2-）=0.02mol×2=0.04mol，
完全交换产物在高温下完全分解，得到金属氧化物和气体，应是氧化镁、氧化铝与二氧化碳，将金属氧化物加入稀硝酸完全溶解后，再加入NaOH溶液直至过量，最终得到4.64g白色沉淀为Mg（OH）₂，则n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=

4.64g

58g/mol

=0.08mol，
由结构示意图可知，Mg²⁺与Al³⁺的个数比为2：1，n（Al³⁺）=

n（Mg²⁺）=0.04mol，
根据电荷守恒n（OH^-）=0.04mol×3+0.08mol×2-0.04mol×1=0.24mol，
根据质量守恒则n（H₂O）=（10.66g-0.04mol×27g/mol-0.08mol×24g/mol-0.04mol×35.5g/mol-0.24mol×17g/mol）÷18g/mol=0.12mol，
故n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（OH^-）：n（Cl^-）：n（H₂O）=0.04：0.08：0.24：0.04：0.12=1：2：6：1：3，
故镁铝水滑石的化学式为Mg₂Al（OH）₆Cl?3H₂O，
答：镁铝水滑石的化学式为Mg₂Al（OH）₆Cl?3H₂O．

点评：本题考查混合物计算，属于拼合型题目，题目计算量大，综合考查学生分析计算能力，难度较大．

练习册系列答案

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过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂，漂白、消毒效果优于H₂O₂和过氧乙酸，某工业用过氧化尿素的部分参数列于下表．

分子式	外观	热分解温度	熔点	水溶性（20℃）
CO（NH₂）₂?H₂O₂	白色晶体	45℃	75-85℃	500g?L^-1

合成过氧化尿素的流程及反应器的示意图如下：

请回答下列问题：
（1）写出合成过氧化尿素的化学方程式：

．
（2）反应器里冷凝管中冷水从

（填“上”或“下”）口流入；反应器的加热方式是

．
①直接加热 ②水浴加热 ③蒸气浴加热 ④冰浴
（3）搅拌器选用的材料是玻璃而不是铁质或铝质材料的原因是

，
（4）从母液中分离出H₂O₂和尿素，采用的是减压蒸发、冷却结晶的方法，其原因是

．
（5）活性氧含量的高低直接决定产品的质量，合格产品中活性氧的含量≥16%（相当于其中含H₂O₂34%）．为了确定所得产品合格与否，质检员称取干燥样品2.000g，溶解于水，在250mL容量瓶中定容，准确量取其中25.00mL溶液于锥形瓶中，加入1mL 6mol/L H₂SO₄，然后用0.1000mol/L KMnO₄标准溶液滴定样品中的H₂O₂（KMnO₄溶液不与尿素反应），至滴入最后一滴时，溶液显浅红色且半分钟内不褪色，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液6.000mL：
①完成并配平下列化学方程式：

MnO₄^-+

H₂O₂+

H⁺=

Mn²⁺+

H₂O+

②KMnO₄溶液应盛放在滴定管中，若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量

（填“偏高”、“偏低”或“不变”）；
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．

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