Question

8．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 224mLCO₂（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的质量关系如右图所示．
（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，还含有的溶质的物质的量是0.01mol．
（2）M的化学式为Mg₆Al₂（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，先加入0.8gNaOH后没有生成沉淀，说明反应后硫酸有剩余，则先发生OH^-+H⁺=H₂O，故固体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H₂SO₄，0.8g氢氧化钠的物质的量为：$\frac{0.8g}{40g/mol}$=0.02mol，则消耗硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）=$\frac{1}{2}$n（NaOH）=0.02mol×$\frac{1}{2}$=0.01mol，
故答案为：0.01；       
（2）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，
则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：Mg₆Al₂（OH）₁₆CO₃．

点评 本题考查了离子方程式的计算，题目难度中等，明确图象中曲线变化的含义及发生反应原理为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用方法，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．