题目内容

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．

练习册系列答案
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16．阿斯匹林（乙酰水杨酸）是由水杨酸和乙酸酐合成的：

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．．
14．亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，请回答：
[实验Ⅰ]NaClO2晶体按如图装置进行制取．
已知：NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O，高于38℃时析出NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．
（1）装置C起的是防止D瓶溶液倒吸到B瓶中的作用．
（2）已知装置B中的产物有ClO2气体，则B中产生气体的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；装置D中生成NaClO2和一种助燃气体，其反应的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2；装置B中反应后的溶液中阴离子除了ClO2-、ClO3-、Cl-、ClO-、OH-外还一定含有的一种阴离子是SO42-；检验该离子的方法是：取少量反应后的溶液于试管中，先加足量的盐酸，再加少量BaCl2溶液，若产生白色沉淀则说明含有SO42-．
（3）从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤为：①减压在55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③用38℃～60℃热水洗涤；④低于60℃℃干燥；得到成品．
（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．
[实验Ⅱ]样品杂质分析与纯度测定
（5）测定样品中NaClO2的纯度：准确称一定质量的样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生如下反应：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-，将所得混合液稀释成100mL待测溶液．取25.00mL待测溶液，加入淀粉溶液做指示剂，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点，测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-），则所称取的样品中NaClO2的物质的量为c•V•10-3mol．
11．下列说法正确的是（　　）
A．全氟丙烷（C3F8）与全氟甲烷（CF4）互为同系物
B．石墨能导电，所以石墨属于电解质
C．在化学反应中，原子的种类和数目均保持不变
D．干冰的气化、煤的气化均属于物理变化
18．实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO4•7H2O），主要工艺流程如下．

（1）将过程②产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是ACD．
A．品红溶液　　　　　B．紫色石蕊试液         C．酸性KMnO4溶液       D．溴水
（2）过程①中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2（SO4）3+6H2O+4S．
（3）过程③中需加入的物质是Fe（或铁）．
（4）过程④中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外，还需要蒸发皿、玻璃棒．
（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的C（填序号）．A．稀硫酸　B．CaCO3　C．NaOH溶液
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃，目的是促进Fe3+的水解．
（7）实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验．①用分析天平称取2.700 0g样品；②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的BaCl2溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量得固体质量为3.495 0g．若该聚铁的主要成分为[Fe（OH）（SO4）]n，则该聚铁样品中铁元素的质量分数为31.1%（假设杂质中不含铁元素和硫元素）．
8．高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途，实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾，其部分流程如下：

Ⅰ．（1）第①步加热熔融应在铁坩埚中进行，而不用瓷坩埚的原因是SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O （用化学程式表示）．
（2）第④步通人适量CO2，发生反应生成KMnO4和MnO2和碳酸盐，则发生反应的离子方程式为3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2+2CO32-．
（3）第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，干燥过程中，温度不宜过高，其原因是防止温度过高，KMn04受热分解．
（4）H2O2和KMnO4都是常用的强氧化剂，若向H2O2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，则酸性高锰酸钾溶液会褪色，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为5：2．
Ⅱ．某小组设计如图所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），分别研究SO2和Cl2的性质．

（5）若从左端分别通人SO2和Cl2，装置A中观察到的现象是否相同？相同（填“相同”或“不相同”）；
（6）若装置B中装有5.0mL l.0mol/L的碘水，当通入足量Cl2完全反应后，共转移了5.0×10-2mol电子，该反应的化学方程式为5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl．
（7）探究SO2的性质时，E装置中以NaOH溶液吸收尾气，实验结束后，E装置中可能含有的溶质为NaOH、Na2SO3、Na2SO4（以化学式作答）．
15．氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等．某化学兴趣小组用模拟制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）△H＜0
（1）制备氨基甲酸铵的装置如图1所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中． 当悬浮物较多时，停止制备．

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质．
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]．
12．硫酸工业产生的尾气中含有大气污染物SO2，除可以回收生产硫酸外，还可用于合成有重要应用价值的硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质，合成路线如图所示．
（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．
（5）CaSO4是一种微溶物，20℃时其溶解度为0.272，若溶液的密度为1.00g•cm-3，则此温度下CaSO4的溶度积常数Ksp约为4.0×10-4．锅炉水垢中的CaSO4常用Na2CO3浓溶液和稀盐酸先后浸泡除去，用化学平衡原理解释清洗CaSO4的过程：由Ksp数据可知，碳酸钙更难溶，则清洗CaSO4的过程为CaSO4在水中存在平衡CaSO4（s）?Ca2+（aq）+SO42-（aq），用Na2CO3溶液浸泡后，Ca2+与CO32-结合成更难溶的CaCO3，使上述平衡右移，CaSO4转化成CaCO3，然后用盐酸除去[该温度下Ksp（CaCO3）=1.9×10-8]．
13．欲使1L 0.5mol/L的NaOH溶液的浓度增大一倍，可采取的合理措施是（　　）
A．加入20 g 固体NaOH，搅拌、溶解
B．将溶液加热浓缩至0.2 L
C．加入10 mol/L的NaOH溶液0.1 L，再稀释至1.5 L
D．加入1 L 1.5 mol/L的NaOH溶液混合均匀

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