题目内容

平达喜是常用的中和胃酸的药物，它的化学成分是可以表示为：Mg_xAl_y（OH）_zCO₃?nH₂O，其中氢元素的质量分数为0.040．取该碱式盐30.1g，加热完全分解会产生标准状况下1.12L气体．加入2.0mol?L^-1盐酸450mL使其正好完全溶解．若在上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量的氢氧化钠，过滤，沉淀物进行干燥后重17.4g．该试样中：
（1）碳酸根的物质的量；
（2）镁离子的物质的量；
（3）氢氧根离子的物质的量；
（4）碱式碳酸盐的化学式．

解：（1）取该碱式盐30.1g，加热完全分解会产生标准状况下1.12L气体为二氧化碳，物质的量为 $\text{[math]}$ =0.05mol，根据碳元素守恒可知n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.05mol，
答：碳酸根的物质的量为0.05mol；
（2）该碱式盐30.1g，溶于盐酸后的溶液中加入过量的氢氧化钠，过滤，沉淀物进行干燥后重17.4g，为氢氧化镁的质量，氢氧化镁的物质的量为 $\text{[math]}$ =0.3mol，根据镁元素守恒可知n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.3mol，答：镁离子的物质的量为0.3mol；
（3）该碱式盐30.1g，加入2.0mol?L^-1盐酸450mL使其正好完全溶解，反应后溶液中溶质为氯化镁、氯化铝，根据电荷守恒可知n（Cl^-）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），故n（OH^-）=n（Cl^-）-2n（CO₃^2-）=0.45L×2mol/L-2×0.05mol=0.8mol，答：氢氧根的物质的量为0.8mol；
（4）碳酸根的物质的量为0.05mol，故30.1g该碱式盐的物质的量为0.05mol，
含有镁离子的物质的量为0.3mol，故0.05mol×x=0.3mol，则x=6，
由电荷守恒可知n（Cl^-）=2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺），故n（Al³⁺）= $\text{[math]}$ （0.45L×2mol/L-0.3mol×2）=0.1mol，所以0.05mol×y=0.1mol，则y=2，
含有氢氧根为0.8mol，0.05mol×z=0.8mol，则z=16，
该碱式盐的相对分子质量为 $\text{[math]}$ =602，故24×6+27×2+17×16+60+18n=602，解得n=4，
故该碱式盐的化学式为：Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃?4H₂O，
答：该碱式碳酸盐的化学式为Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃?4H₂O．
分析：（1）取该碱式盐30.1g，加热完全分解会产生标准状况下1.12L气体为二氧化碳，根据n= $\text{[math]}$ 计算二氧化碳的物质的量，根据碳元素守恒计算碳酸根的物质的量；
（2）该碱式盐30.1g，溶于盐酸后的溶液中加入过量的氢氧化钠，过滤，沉淀物进行干燥后重17.4g，为氢氧化镁的质量，根据n= $\text{[math]}$ 计算氢氧化镁的物质的量，根据镁元素守恒计算镁离子的物质的量；
（3）该碱式盐30.1g，加入2.0mol?L^-1盐酸450mL使其正好完全溶解，反应后溶液中溶质为氯化镁、氯化铝，根据电荷守恒可知n（Cl^-）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），据此计算；
（4）利用碳酸根确定30.1g该碱式盐的物质的量，根据镁离子的物质的量确定x的值，由电荷守恒可知n（Cl^-）=2n（Mg⁺）+3n（Al³⁺），据此计算n（Al³⁺），确定y的质量，根据氢氧根的物质的量确定z的值，再利用该碱式盐的相对分子质量确定n的值．
点评：本题考查化学式的确定、物质的量的有关计算等，难度中等，注意利用守恒进行的计算．