Question

平達喜是一種常用抗酸藥，其主要成分是由短周期元素組成的化合物X，式量為602．甲同學欲探究X的組成．
查閱資料：
①由短周期元素組成的抗酸藥的有效成分有碳酸氫鈉、碳酸鎂、氫氧化鋁、硅酸鎂鋁、堿式碳酸鎂鋁（或結晶水合物）．
②Al³⁺在pH=5.0時沉淀完全； Mg²⁺在pH=8.8時開始沉淀，在pH=11.4時沉淀完全．
實驗過程：
I．向一定量的X粉末中加入45.0mL的2mol/L鹽酸溶液中，恰好完全反應并收集到112mL（標準狀況下）的A氣體，A氣體可使澄清石灰水變渾濁．
Ⅱ．用鉑絲蘸取少量I中所得的溶液，在火焰上灼燒，無黃色火焰．
Ⅲ．向I中所得的溶液中滴加氨水，調節(jié)pH至5～6，產生白色沉淀B，過濾．
Ⅳ．向沉淀B中加過量NaOH溶液，沉淀全部溶解．
Ⅴ．向Ⅲ中得到的濾液中滴加NaOH溶液，調節(jié)pH至12，得到白色沉淀C．沉淀物進行洗滌干燥后重1.74g．
（1）A的電子式是

．
（2）由I可確定X中存在兩種帶負電荷的原子團及個數比

n（OH^-）：n（CO₃^2-）=16：1

（3）由I判斷X一定不含有的元素是

Si

．
（4）Ⅲ中生成B的離子方程式是

Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
（5）Ⅳ中B溶解的化學方程式是

Al（OH）₃+NaOH^-=NaAlO₂+2H₂O

．
（6）沉淀C的化學式是

Mg（OH）₂

．
（7）若X中n（B）：n（C）=1：3，則X的化學式是

Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O

．

Answer 1

分析：（1）Ⅰ、氣體A可使澄清石灰水變渾濁，結合抗酸藥的有效成分，知該氣體為CO₂．根據標準狀況下的體積可知其物質的量為；
X中一定不含Si，因為硅酸鹽中加入過量鹽酸，會產生硅酸沉淀，而題中給出Ⅰ中為溶液；
Ⅱ、X中一定不含Na，因為Na的焰色為黃色．
Ⅲ、根據題給信息知調節(jié)pH至5～6時生成的白色沉淀為Al（OH）₃．
Ⅳ、加入過量NaOH溶液，沉淀B完全溶解，離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
Ⅴ、加入NaOH溶液調節(jié)pH至12，有白色沉淀產生，則沉淀C為Mg（OH）₂．以此可解答（1）（4）（5）（6）題；
（2）題目中鹽酸的物質的量為：0.045L×2mol/L=0.09mol，二氧化碳的物質的量為：

112×10-3L

22.4mol/L

=0.005mol，
Ⅰ中發(fā)生的反應為：H⁺+OH^-═H₂O，CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，根據反應的量的關系可求的（2）題；
（3）Mg（OH）₂  的物質的量為

1.74g

58g/mol

=0.03mol，根據X中n（B）：n（C）=1：3，則Al（OH）₃ 的物質的量為0.01mol，
則n（CO₂）：n[Al（OH）₃]：n[Mg（OH）₂]=0.005：0.01：0.03=1：2：6，則CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺的物質的量之比為1：2：6，結合電荷守恒，
則CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺、OH^-的物質的量之比為1：2：6：16，根據相對分子質量為602，可知1molX中含有4molH₂O，可解答（7）題中的化學式．

解答：解：（1）氣體A可使澄清石灰水變渾濁，結合抗酸藥的有效成分，知該氣體為CO₂，為共價化合物，電子式為：，故答案為：；  
（2）Ⅰ中發(fā)生的反應為：H⁺+OH^-═H₂O，CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O，鹽酸的物質的量為：0.045L×2mol/L=0.09mol，二氧化碳的物質的量為：

112×10-3L

22.4mol/L

=0.05mol，
n（OH^-）=0.09mol-0.005mol×2=0.08mol，所以：n（OH^-）：n（CO₃^2-）=0.08mol：0.005mol=16：1，故答案為：n（OH^-）：n（CO₃^2-）=1.6：1．    
（3）X中一定不含Si，因為硅酸鹽中加入過量鹽酸，會產生硅酸沉淀，而題中給出Ⅰ中為溶液，故答案為：Si；
（4）調節(jié)pH至5～6時生成的白色沉淀為Al（OH）₃，NH₃?H₂0為弱電解質，離子方程式中應寫為化學式，故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂0═Al（OH）₃+↓+3NH₄⁺，
故答案為：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（5）Al（OH）₃為兩性氫氧化物，能溶于強堿，加入過量NaOH溶液，Al（OH）₃沉淀完全溶解，離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，故答案為：Al（OH）₃+NaOH^-=NaAlO₂+2H₂O；
（6）根據“Mg²⁺在pH=8.8時開始沉淀，在pH=11.4時沉淀完全，”加入NaOH溶液調節(jié)pH至12，有白色沉淀產生，則沉淀C為Mg（OH）₂，故答案為：Mg（OH）₂；     
（7）已知：Mg（OH）₂  的物質的量為

1.74g

58g/mol

=0.03mol，根據X中n（B）：n（C）=1：3，則Al（OH）₃ 的物質的量為0.01mol，
則n（CO₂）：n[Al（OH）₃]：n[Mg（OH）₂]=0.005：0.01：0.03=1：2：6，則CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺的物質的量之比為1：2：6，結合電荷守恒，
則CO₃^2-、Al³⁺、Mg²⁺、OH^-的物質的量之比為1：2：6：16，根據相對分子質量為602，可知1molX中含有4molH₂O，所以X的化學式為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O，
故答案為：Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O．

點評：本題考查平達喜藥物成分的探究實驗，題目較為綜合，本題易錯點為第（7）題，根據質量守恒定律解答．