Question

5．碱式碳酸钠铝[Na_aAl_b（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[Na_aAl_b（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CO₂0.448L（已换算成标准状况下），并测得溶液中含有0.02molAl³⁺．
②加热至340℃以上样品迅速分解，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（$\frac{固体样品的剩余质量}{固体样品的起始质量}$×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）．

Answer 1

分析 （1）碱式碳酸钠铝[Na_aAl_b（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）=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}=0.02mol$，n（CO₂）=0.02mol，所以n（H₂O）=$\frac{2.880g×（1-56.9%）-0.02mol×44g/mol}{18g/mol}=0.02mol$，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，由此分析解答．

解答 解：（1）碱式碳酸钠铝[Na_aAl_b（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）=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}=0.02mol$，n（CO₂）=0.02mol，所以n（H₂O）=$\frac{2.880g×（1-56.9%）-0.02mol×44g/mol}{18g/mol}=0.02mol$，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，故答案为：NaAl（OH）₂CO₃．

点评 本题考查化学方程式有关计算，为高频考点，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，题目难度不大．