题目内容

3.碱式碳酸盐A可用作胃药,其组成可表示为Al2Mg6(OH)x(CO3)y•zH2O.某校化学兴趣小组欲测定其化学式,实验设计如下:
实验Ⅰ:称取一定质量的A,加热分解至恒
实验Ⅱ:称取一定质量的A,与足量的酸反应,测量生成CO2气体的质量.
实验装置和部分药品如图所示:(酸溶液限选6mol/L-1 HCl或6mol/L-1 H2SO4,其它试剂任选.)
回答下列问题:
(1)玻璃仪器甲的名称为分液漏斗
(2)可以采用上述装置完成实验Ⅱ,选用的酸溶液是6mol/L的硫酸,装置中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2
(3)碱式碳酸盐A的分子式中,x与y的关系式是x+2y=18(用等式表示).
(4)通过实验Ⅰ的相关数据,经计算可得A的摩尔质量为602.0g•mol-1.实验Ⅱ中称得样品A的质量为9.030g,与足量酸完全反应后,CO2吸收装置增重0.660g,则A的化学式为Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O.

分析 要准确测量反应中生成的CO2,则需要除去装置中残留的空气,因此反应前需要利用空气排尽装置的中的空气;由于空气中含有CO2因此空气要首先通过氢氧化钠溶液除去空气中的CO2;又因为反应中生成的CO2含有水蒸气,所以还需要先通过浓硫酸除去水蒸气,最后再通过碱石灰吸收CO2.同时为了防止后面空气中的CO2也被吸收,还需要再连接有个盛有碱石灰的干燥管或U形管,据此分析,
(1)根据仪器的结构特点可知,仪器甲的名称为分液漏斗;
(2)根据盐酸具有易挥发产生杂质气体来选择;氢氧化钠溶液吸收通入空气中的二氧化碳避免干扰反应生成二氧化碳的测定;
(3)根据化学式Al2Mg6(OH)x(CO3)y•zH2O并依据化合价代数和为0列式判断;
(4)CO2吸收装置增重0.660g,则CO2的物质的量=$\frac{0.660g}{44g/mol}$=0.015mol,9.030g样品的物质的量=$\frac{9.030g}{602g/mol}$=0.015mol,所以根据原子守恒可知y=1,则x=18-2y=16,最后再根据相对分子质量计算z的数值.

解答 解:(1)根据仪器的结构特点可知,仪器甲的名称为分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)由于盐酸易挥发,浓硫酸不能吸收氯化氢,进入装置碱石灰中被吸收增大二氧化碳的测定量产生误差,所以应该选择6mol/L的硫酸,要准确测量反应中生成的CO2,则需要除去装置中残留的空气,因此反应前需要利用空气排尽装置的中的空气,由于空气中含有CO2因此空气要首先通过氢氧化钠溶液除去空气中的CO2,
故答案为:6mol/L的硫酸;除去空气中的CO2;
(3)根据化学式Al2Mg6(OH)x(CO3)y•zH2O并依据化合价代数和为0可知,x+2y=3×2+2×6=18,故答案为:x+2y=18;
(4)CO2吸收装置增重0.660g,则CO2的物质的量=$\frac{0.660g}{44g/mol}$=0.015mol
9.030g样品的物质的量=$\frac{9.030g}{602g/mol}$=0.015mol
所以根据原子守恒可知y=1
则x=18-2y=16
所以z=$\frac{602-27×2-34×6-17×16-60}{18}$=4,
因此该物质的化学式为Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O,
故答案为:Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O.

点评 本题考查了探究确定碱式碳酸盐的化学式的方法,该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题,试题综合性强,侧重对学生能力的培养和训练,有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力,题目难度中等.

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