Question

水滑石化學式為：[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O（相對分子質(zhì)量為602），是環(huán)保型阻燃劑。它受熱時生成4種不同的氧化物，請寫出該物質(zhì)分解的化學方程式：         。

在醫(yī)藥上，水滑石還能作為抗酸藥，作用于胃和十二指腸潰瘍等，某研究型學習小組要測定一種市售的水滑石藥片中水滑石的質(zhì)量分數(shù)。

【查閱資料】水滑石與稀硫酸反應(yīng)的化學方程式為：

[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O+9H₂SO₄==6MgSO₄+Al₂(SO₄)₃+CO₂↑+21H₂O。藥片中除了水滑石外含有一定量的輔料——淀粉等物質(zhì)。

【提出猜想】小華想將該藥片放在空氣中充分灼燒完成測定；小明想通過水滑石與硫酸反應(yīng)原理來完成測定，請你參與探究。

【設(shè)計方案】他們設(shè)計了不同的實驗方案。

小華的方案，稱取10.0g市售的水滑石藥片研磨成粉末置于通風櫥中，充分灼燒至質(zhì)量不再減少，再稱量剩余固體的質(zhì)量為6.1g，減少的質(zhì)量即為二氧化碳和水的總質(zhì)量，則可求的水滑石藥片中水滑石的質(zhì)量分數(shù)為           %。

小明的方案：

（1）小明設(shè)計了下圖所示的實驗裝置。取10.0g市售的水滑石藥片研磨成粉末，進行實驗。

【說明】堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉固體的混合物。B裝置中發(fā)生的化學方程式為         。

（2）操作步驟

①連接好裝置，檢查裝置的氣密性②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間的空氣③稱量F的質(zhì)量④關(guān)閉彈簧夾C，慢慢滴加稀鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒出⑤打開彈簧夾C，再次緩緩通入一段時間空氣⑥再次稱量F的質(zhì)量，得前后兩次質(zhì)量差為0.44g。

（3）問題探究

B、E裝置的作用分別是        、        。若沒有G裝置，則測定的水滑石的質(zhì)量分數(shù)會      （填“偏大”、“偏小”、“不變”）。實驗選用稀硫酸而不選用稀鹽酸的理由是      。

（4）數(shù)據(jù)計算

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可求得水滑石藥片中水滑石的質(zhì)量分數(shù)為        %。（寫出計算過程）

【方案評價】在上述實驗方案中，你認為合理的實驗方案是       （填小華或小明），另一個方案不合理的原因是       。

 

Answer 1

【答案】

（12分）[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O   ^△ 6MgO+Al₂O₃+CO₂↑+12H₂O↑   90.3%

（1） CO₂+ 2NaOH="=" Na₂CO₃+H₂O

（3）除盡空氣中的CO₂，排除干擾；除盡CO₂中的水蒸氣，排除干擾； 防止空氣中的二氧化碳和水進入F裝置而影響測定；偏大；選用稀鹽酸會因反應(yīng)放熱而使HCl氣體揮發(fā)，使進入F裝置的氣體中混有HCl氣體，而影響測定。

（4）設(shè)含[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O質(zhì)量 X

[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O～CO_{2           ……………………}1分

　　602                   44

x                   0.44 g

602∶x =" 44" ∶0.44 g           _{……………………}1分

x =60.2%                 _{……………………}1分；

小明 ；灼燒后輔料中的淀粉也會產(chǎn)生二氧化碳和水，導致質(zhì)量分數(shù)偏大

【解析】

試題分析：根據(jù)題中所給出的反應(yīng)物的組成分析，該物質(zhì)分解的化學方程式是[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O   ^△ 6MgO+Al₂O₃+CO₂↑+12H₂O↑。

根據(jù)差量法計算，固體減少的質(zhì)量是CO₂和12H₂O的質(zhì)量。

[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O   ^△ 6MgO+Al₂O₃+CO₂↑+12H₂O↑    ?m

602                                                                 260

m                                                 10.0g-6.1g=3.9g

602*3.9g=260m

解得m=9.03g

故水滑石藥片中水滑石的質(zhì)量分數(shù)為(9.03g/10.0g)*100%=90.3%。

（1）空氣中的CO₂會和NaOH溶液反應(yīng)，方程式為CO₂+ 2NaOH="=" Na₂CO₃+H₂O。

（3）空氣中的CO₂會和NaOH溶液反應(yīng)，故B裝置的作用是除盡空氣中的CO₂，排除干擾。濃硫酸能吸收水份，故E裝置的作用是除盡CO₂中的水蒸氣，排除干擾。G裝置是防止空氣中的CO₂進入，故沒有G裝置，則測定的水滑石的質(zhì)量分數(shù)會偏大。稀鹽酸易揮發(fā)而稀硫酸不易揮發(fā)。

（4）設(shè)含[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O質(zhì)量 X

[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O～CO_{2           ……………………}1分

　　602                   44

x                   0.44 g

602∶x =" 44" ∶0.44 g           _{……………………}1分

x =60.2%                 _{……………………}1分；

小明 ；灼燒后輔料中的淀粉也會產(chǎn)生二氧化碳和水，導致質(zhì)量分數(shù)偏大

考點：猜想與事實驗證；科學探究的基本環(huán)節(jié)；化學實驗方案設(shè)計與評價；反應(yīng)現(xiàn)象和本質(zhì)的聯(lián)系；書寫化學方程式

點評：綜合實驗既考查知識的識記、理解、遷移、運用，又考查分析、對比、歸納等思維能力，符合素質(zhì)教育培養(yǎng)學生能力的要求，是中考方向，對這類題目要重點訓練，特別是對實驗的設(shè)計和評價，更是重中之重。