Question

（2013?江苏三模）达喜是常用的中和胃酸的药物，其化学成分是铝和镁的碱式碳酸盐[可表示为Al_xMg_y（OH）_z（CO₃）_w?nH₂O]．达喜的组成可通过下列实验测定：
①取研细的达喜粉末6.02g，逐滴加入2.0mol?盐酸溶液并充分混合，当加入盐酸溶液85.0mL时开始产生CO₂，当加入盐酸至90.0mL时恰好完全反应，共生成224mL的CO₂气体（标准状况）．
②向①所得溶液中再逐滴加入某浓度的氢氧化钠溶液，当加至120mL时沉淀量最大，继续滴加至沉淀不再溶解，将剩余沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀3.48g．
（1）实验②中氢氧化钠溶液的物质的量浓度为

1.5mol/L

．
（2）实验②中沉淀溶解的离子方程式为

Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O

．
（3）通过计算确定达喜的组成（写出计算过程）．

Answer 1

分析：（1）实验①加入90mL盐酸，恰好溶液，产生溶液中溶质为氯化铝、氯化镁，实验②中沉淀最大时，此时溶液中溶质为NaCl，根据氯离子守恒n（NaCl）=n（HCl），根据钠离子守恒n（NaOH）=n（NaCl），再根据c=

n

V

计算；
（2）实验②中沉淀溶解发生反应是氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与水；
（3）根据①可知加入盐酸后先中和掉OH^-，然后将CO₃²转变成HCO₃^-，后加入的盐酸再与HCO₃^-反应生成CO₂，故n（Cl^-）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），根据生成的CO₂的物质的量可求得n（CO₃^2-），进而可得n（OH^-）．根据②可知，加入的NaOH先将Mg²⁺和Al³⁺都生成沉淀，后将Al（OH）₃溶解，故加入120 mL NaOH时，Mg²⁺和Al³⁺都生成沉淀，再加入NaOH后沉淀充分溶解得到的沉淀为Mg（OH）₂，最终沉淀为Mg（OH）₂，根据n=

m

M

计算n[Mg（OH）₂]，达喜中n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]，利用电荷守恒2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），据此计算n（Al³⁺），根据结合样品质量求得水的质量，再根据根据n=

m

M

计算n（H₂O），据此确定n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O），据此书写化学式．

解答：解：（1）实验②中沉淀最大时，此时溶液中溶质为NaCl，由氯离子守恒n（NaCl）=n（HCl）=0.090L×2mol/L=0.18mol，由钠离子守恒n（NaOH）=n（NaCl）=0.18mol，故NaOH溶液的物质的量浓度为

0.18mol

0.12L

=1.5mol/L，故答案为：1.5mol/L；
（2）实验②中沉淀溶解发生反应是氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（3）224mL的CO₂气体的物质的量为

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，故n（CO₃^2-）=n（CO₂）=0.01mol，
根据①可知加入盐酸后先中和掉OH^-，然后将CO₃²转变成HCO₃^-，后加入的盐酸再与HCO₃^-反应生成CO₂，故n（Cl^-）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），故n（OH^-）=0.18mol-0.01mol×2=0.16mol，
根据②可知，加入的NaOH先将Mg²⁺和Al³⁺都生成沉淀，后将Al（OH）₃溶解，故加入120 mLNaOH时，Mg²⁺和Al³⁺都生成沉淀，再加入NaOH后沉淀充分溶解得到的沉淀为Mg（OH）₂，最终沉淀为Mg（OH）₂，故n[Mg（OH）₂]=

3.48g

58g/mol

=0.06mol，故达喜中n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=0.06mol，
利用电荷守恒2n（Mg²⁺）+3n（Al³⁺）=n（OH^-）+2n（CO₃^2-），故3n（Al³⁺）=0.16mol+0.01mol×2-0.06mol×2=0.06mol，故n（Al³⁺）=0.02mol，
故：m（CO₃^2-）=0.01 mol×60 g?mol^-1=0.6 g
m（OH^-）=0.16 mol×17 g?mol^-1=2.72 g
m（Mg²⁺）=0.06 mol×24 g?mol^-1=1.44 g
m（Al³⁺）=0.02 mol×27 g?mol^-1=0.54 g
所以，m（H₂O）=6.02g-0.6g-2.72g-1.44g-0.54g=0.72g，故n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04 mol
则n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O）=0.02：0.06：0.16：0.01：0.04=2：6：16：1：4，达喜的组成为Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O，
答：达喜的组成为Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O．

点评：本题考查混合物的有关计算、离子方程式的有关计算等，题目涉及反应较多、计算量较大，为易错题目，难度较大，利用守恒进行计算是关键，注意理解守恒思想的运用．