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3.碱式碳酸钠铝[NaaAlb(OH)c(CO3)d]可用作阻燃剂、抗酸剂等.其制备方法是:控制温度、pH,向NaHCO3稀溶液中加入Al(OH)3,并搅拌,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得碱式碳酸钠铝.
(1)碱式碳酸钠铝[NaaAlb(OH)c(CO3)d]中a、b、c、d之间的关系为a+3b=c+2d.
(2)碱式碳酸钠铝作为阻燃剂的可能原因:①在分解过程中大量吸热;②本身及产物无毒且不可燃;③产生阻燃性气体CO2、H2O.
(3)若pH过高,则对产品的影响是pH过高会使碱式碳酸钠铝转化为NaAlO2.
(4)为确定碱式碳酸钠铝的组成,进行如下实验:
①准确称取2.880g样品用足量稀硝酸溶解,得到CO2 0.448L(已换算成标准状况下),并测得溶液中含有0.02mol Al3+.
②加热至340℃以上时样品迅速分解,得到金属氧化物、CO2和H2O.当样品分解完全时,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%)为56.9%,根据以上实验数据确定碱式碳酸钠铝的组成(写出计算过程).

分析 (1)碱式碳酸钠铝[NaaAlb(OH)c(CO3)d]中,化合价代数和为0;
(2)碱式碳酸钠铝作为阻燃剂的可能原因:①在分解过程中大量吸热;②本身及产物无毒且不可燃;③同产生不支持燃烧的二氧化碳和水;
(3)pH过高,碱性强不生成氢氧化铝,而产生偏铝酸盐;
(4)因为:n(CO2)=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$,n(CO2)=0.02mol,所以n(H2O)=$\frac{2.880g×(1-56.9%)-0.02mol×44g/mol}{18g/mol}$,而测得溶液中含有0.02molAl3+,所以b:c:d=1:2:1,根据电荷守恒a+0.02×3=0.02×2+0.02×2,所以a=0.02mol,所以a:b:c:d=1:1:2:1,以此解答该题.

解答 解:(1)碱式碳酸钠铝[NaaAlb(OH)c(CO3)d]中,化合价代数和为0,所以a+3b-c-2d=0,则a+3b=c+2d,故答案为:a+3b=c+2d;
(2)碱式碳酸钠铝作为阻燃剂的可能原因:①在分解过程中大量吸热;②本身及产物无毒且不可燃;③同产生不支持燃烧的二氧化碳和水,
故答案为:产生阻燃性气体CO2、H2O;
(3)pH过高,碱性强不生成氢氧化铝,而产生偏铝酸盐,所以pH过高,则对产品的影响是会使碱式碳酸钠铝转化为NaAlO2,
故答案为:pH过高会使碱式碳酸钠铝转化为NaAlO2;
(4)因为:n(CO2)=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$,n(CO2)=0.02mol,所以n(H2O)=$\frac{2.880g×(1-56.9%)-0.02mol×44g/mol}{18g/mol}$,而测得溶液中含有0.02molAl3+,所以b:c:d=1:2:1,根据电荷守恒a+0.02×3=0.02×2+0.02×2,所以a=0.02mol,所以a:b:c:d=1:1:2:1,所以,碱式碳酸铝的化学组成为NaAl(OH)2CO3,
答:碱式碳酸铝的化学组成为NaAl(OH)2CO3 .

点评 本题考查物质的组成以及含量的测定,为高频考点,侧重于学生的分析能力、计算能力的考查,明确各个物理量之间关系是解本题关键,注意原子守恒的灵活运用,题目难度中等.

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在生成乙酰水杨酸的同时,水杨酸分子之间也能发生聚合反应,生成少量聚合物(副产物).合成乙酰水杨酸的实验步骤如下:
①向150mL干燥锥形瓶中加入2g水杨酸、5mL乙酸酐和5滴浓硫酸,振荡,待其溶解后,控制温度在85℃~90℃条件下反应5~10min,然后冷却,即有乙酰水杨酸晶体析出.
②减压过滤,用滤液淋洗锥形瓶,直至所有晶体收集到布氏漏斗中.抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次,继续抽滤,尽量将溶剂抽干.然后将粗产品转移至表面皿上,在空气中风干.
③将粗产品置于100mL烧杯中,搅拌并缓慢加入25mL饱和碳酸氢钠溶液,加完后继续搅拌2~3min,直到没有二氧化碳气体产生为止.过滤,用5~10mL蒸馏水洗涤沉淀.合并滤液于烧杯中,不断搅拌,慢慢加入15mL 4mol/L盐酸,将烧杯置于冰水中冷却,即有晶体析出.抽滤,用冷水洗涤晶体1~2次,再抽干水分,即得产品.
(1)第①步中,要控制温度在85℃~90℃,应采用的加热方法是水浴,用这种方法加热需要的玻璃仪器有温度计、酒精灯、烧杯;.
(2)在第②步中,用冷水洗涤晶体,其目的是除去晶体表面附着的可溶性杂质、减少阿斯匹林的溶解;.
(3)在第③步中,加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是使阿斯匹林转化为可溶性盐,加入盐酸的作用是将阿斯匹林的可溶性盐重新转化为阿斯匹林;.
(4)如何检验产品中是否混有水杨酸?向水中加入少量产品,滴加氯化铁溶液,若有紫色出现,说明产品中含有水杨酸,若无紫色出现,说明产品中不含水杨酸..
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(4)反应结束后,打开K1,装置A起的作用是吸收装置B中多余的ClO2和SO2,防止污染空气;如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl.
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①发生器用冰水冷却的原因是此反应为放热反应,降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解),液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例;
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤(填写操作名称),为了得到干燥产品,应采取的方法是c(填写选项序号).
a.常压加热烘干    b.高压加热烘干    c.真空40℃以下烘干
③尾气处理装置如图2所示,能否将浓H2SO4改为稀H2SO4否(填“能”或“否”),理由是浓硫酸可以防止水蒸气进入反应容器使氨基甲酸铵水解(或者稀硫酸中水蒸气可能进入反应容器导致氨基甲酸铵水解);
(2)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.570g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为2.000g.则样品中氨基甲酸铵的质量分数为79.5%.[Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3)=79、Mr(CaCO3)=100].
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(1)反应I的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2═2CaSO4+2CO2.
(2)反应Ⅱ中应将SO2尾气通入过量(填“过量”或“少量”)氨水中,反应过程中(NH4)2SO3•H2O可能会被氧化,检验其是否被氧化所需试剂有稀盐酸、BaCl2溶液.
(3)反应Ⅲ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4,反应Ⅳ温度不能过高的原因是防止温度过高NH4HCO3分解.
(4)反应V需在25℃、40%的乙二醇溶液中进行,不断有硫酸钾晶体从溶液中析出,硫酸钾的产率可超过90%,选用40%乙二醇溶液的原因是乙二醇是有机溶剂能减小K2SO4的溶解度,使硫酸钾充分析出,该反应的化学方程式为(NH4)2SO4+2KCl=K2SO4↓+2NH4Cl.
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