Question

3．抗酸药M可能的组成可以表示为Mg_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d（a、b、c、d都不小于0）．已知Al³⁺在pH=5.0时沉淀完全；Mg²⁺在pH=8.8时开始沉淀，pH=11.4时沉淀完全．实验如下：

步骤	实验操作	实验现象及数据
①	取wgM粉末溶于过量的盐酸	产生气体X在标准状况下的体积为224mL，并得到无色溶液
②	向步骤①所得的溶液中滴加氨水，调节pH至6，过滤、洗涤、灼烧、称重	固体Y的质量为1.020g
③	向步骤②所得的滤液中滴加氢氧化钠溶液，调节pH至12，过滤、洗涤、灼烧、称重	固体Z的质量为1.200g

（1）本实验需要称量固体，应选择的称量仪器是电子天平（填“托盘天平”或“电子天平”）
（2）M中a、b、c、d之间定量关系式为2a+3b=c+2d．
（3）根据上述数据，确认M的化学式为Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃．
（4）步骤①中反应的离子方程式为10OH^-+CO₃^2-+12H⁺=CO₂↑+11H₂O．
（5）ω=$\frac{365}{w}$%．

Answer 1

分析 （1）根据步骤②、③中固体质量的精确度判断称量仪器；
（2）根据化合物呈现电中性，即阳离子所带的正电荷等于阴离子所带的负电荷，确定M中a、b、c、d之间定量关系；
（3）wgM中，n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，n（Al³⁺）=2n（Al₂O₃）=2×$\frac{1.020g}{102g/mol}$=0.02mol，n（Mg²⁺）=n（MgO）=$\frac{1.200g}{40g/mol}$=0.03mol，根据电荷守恒可得到M中a、b、c、d之间定量关系；
（4）Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃中的OH^-、CO₃^2-与盐酸溶液中的H⁺发生离子反应；
（5）由（3）中计算可知，wg抗酸药中含有Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃的物质的量为0.01mol，质量m=0.01mol×356g/mol=3.65g，则ω=$\frac{3.65g}{wg}$×100%．

解答 解：（1）根据步骤②固体Y的质量为1.020g，步骤③固体Z的质量为1.200g，精确度为0.001g，因此称量固体，应选择的称量仪器是电子天平，
故答案为：电子天平；
（2）根据化合物呈现电中性，即阳离子所带的正电荷等于阴离子所带的负电荷，2×a+3×b=1×c+2×d，即为2a+3b=c+2d，
故答案为：2a+3b=c+2d；
（3）步骤①气体X为CO₂，步骤②中Y为Al₂O₃，步骤③中Z为MgO，在wgM中，根据原子守恒，
n（CO₃^2-）=n（CO₂）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，n（Al³⁺）=2n（Al₂O₃）=2×$\frac{1.020g}{102g/mol}$=0.02mol，n（Mg²⁺）=n（MgO）=$\frac{1.200g}{40g/mol}$=0.03mol，
则a：b：d=0.03mol：0.02mol：0.01mol=3：2：1，
若a=3、b=2、d=1，由2a+3b=c+2d可知，c=10，
因此M的化学式为Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃，
故答案为：Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃；
（4）Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃中的OH^-、CO₃^2-与盐酸溶液中的H⁺发生离子反应，离子方程式为10OH^-+CO₃^2-+12H⁺=CO₂↑+11H₂O，
故答案为：10OH^-+CO₃^2-+12H⁺=CO₂↑+11H₂O；
（5）wgM中，n（CO₃^2-）=0.01mol，n（Al³⁺）=0.02mol，n（Mg²⁺）=0.03mol，wg抗酸药中含有Mg₃Al₂（OH）₁₀CO₃的物质的量为0.01mol，质量m=0.01mol×356g/mol=3.65g，则ω=$\frac{3.65g}{wg}$×100%=$\frac{365}{w}$%，
故答案为：$\frac{365}{w}$%．

点评 本题考查了复杂化学式的推断，为高频考点，熟知元素及其化合物的性质是答题关键，涉及的离子反应及其计算是难点，整体难度较大．