Question

19．将5.3g某碱式碳酸盐固体（不含结晶水）M溶解于100g 9.8%的稀硫酸中，充分反应后得到224mL CO₂（标准状况）和含有MgSO₄、Al₂（SO₄）₃的溶液．向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的质量与加入的溶质NaOH的质量关系如图所示．
（1）由图可知，固体M与稀硫酸反应后所得溶液中除含有溶质MgSO₄和Al₂（SO₄）₃外，还含有的溶质是H₂SO₄（写化学式）；
（2）加入的溶质NaOH从0.8g到xg所发生反应的离子方程式为3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓；
（3）当加入溶质NaOH的质量到xg时，生成Al（OH）₃的质量为1.56g g，x=8.0；
（4）M的化学式为Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃．

Answer 1

分析 M溶解于100g 9.8%的稀硫酸中，n（H₂SO₄）=$\frac{100g×9.8%}{98g/mol}$=0.1mol，充分反应后得到224mL CO₂（标准状况），n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，含有MgSO₄、Al₂（SO₄）₃的溶液，向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液，由图可知，依次发生OH^-+H⁺=H₂O、3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓、OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，则氢氧化镁的物质的量为$\frac{3.48g}{58g/mol}$=0.06mol，氢氧化铝的物质的量为$\frac{5.04g-3.48g}{78g/mol}$=0.02mol，结合反应及原子守恒计算．

解答 解：M溶解于100g 9.8%的稀硫酸中，n（H₂SO₄）=$\frac{100g×9.8%}{98g/mol}$=0.1mol，充分反应后得到224mL CO₂（标准状况），n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，含有MgSO₄、Al₂（SO₄）₃的溶液，向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液，由图可知，依次发生OH^-+H⁺=H₂O、3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓、OH^-+Al（OH）₃=AlO₂^-+2H₂O，则氢氧化镁的物质的量为$\frac{3.48g}{58g/mol}$=0.06mol，氢氧化铝的物质的量为$\frac{5.04g-3.48g}{78g/mol}$=0.02mol，
（1）由图可知，先发生OH^-+H⁺=H₂O，则硫酸剩余，可知固体M与稀硫酸反应后所得溶液中除含有溶质MgSO₄和Al₂（SO₄）₃外，还含有的溶质是H₂SO₄，
故答案为：H₂SO₄；
（2）加入的溶质NaOH从0.8g到xg所发生反应的离子方程式为3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓，故答案为：3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓、2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓；
（3）当加入溶质NaOH的质量到xg时，生成Al（OH）₃的质量为5.04g-3.48g=1.56g，由
3OH^-+Al³⁺=Al（OH）₃↓
0.06mol    0.02mol
2OH^-+Mg²⁺=Mg（OH）₂↓
0.12mol    0.06mol
则生成沉淀消耗NaOH为0.18mol×40g/mol=7.2g，则x=7.2g+0.8g=8.0g，
故答案为：1.56g；8.0；
（4）由原子守恒可知，n（Mg）=0.06mol，n（Al）=0.02mol，n（CO₃^2-）=0.01mol，n（OH^-）=$\frac{5.3g-0.06mol×24g/mol-0.02mol×27g/mol-0.01mol×60g/mol}{17g/mol}$=0.16mol，n（Mg）：n（Al）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）=6：2：1：16，
则碱式碳酸盐的化学式为Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃，故答案为：Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃．

点评 本题考查物质M组成的推断，涉及离子反应方程式及图象的分析，为高频考点，把握发生的离子反应及图象中对应的离子反应为解答的关键，侧重分析、应用及计算能力的综合考查，题目难度中等．