Question

已知某種治療胃病藥品的主要成份是鋁碳酸鎂片，化學(xué)式為Al_aMg_b（OH）_mCO₃?n H₂O，假設(shè)藥品中的其它成份受熱不分解，不溶于水且不與稀硫酸反應(yīng)．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)探究鋁碳酸鎂片的組成．
實(shí)驗(yàn)一：取mg該藥片，研成粉末放入硬質(zhì)玻璃管中，加熱，充分反應(yīng)后測(cè)得裝置C增重2.16g，裝置D增重0.44g．

（1）裝置C和D中盛放的藥品是：C

 

  D

 

（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先通入一段時(shí)間空氣，其目的是

 

，其操作方法是

 

．當(dāng)B處的酒精燈點(diǎn)燃后以及反應(yīng)結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)仍然要通入空氣的目的是

 

．
實(shí)驗(yàn)二：另取m g該藥片，加入100mL1mol/L的稀硫酸，充分反應(yīng)后濾去不溶物，向?yàn)V液中逐漸加入1mol/L的NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積之間的關(guān)系如圖：

（3）根據(jù)以上所給數(shù)據(jù)求出x=

 

（4）通過(guò)計(jì)算確定鋁碳酸鎂的化學(xué)式為

 

（5）有醫(yī)生建議患有嚴(yán)重胃潰瘍的患者最好慎用該藥，試用你所學(xué)的知識(shí)解釋這樣建議的理由是

 

．
（6）有同學(xué)認(rèn)為，不需要做實(shí)驗(yàn)一，只需要在實(shí)驗(yàn)二的基礎(chǔ)上再得知兩個(gè)數(shù)據(jù)就可以求出鋁碳酸鎂的化學(xué)式，你認(rèn)為這兩個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該是：

 

、

 

．

Answer 1

分析：實(shí)驗(yàn)一、（1）分析本題的實(shí)驗(yàn)裝置可知，樣品鋁碳酸鎂片在加熱條件下分解生成鋁和鎂的氧化物、CO₂、H₂O，裝置C中應(yīng)放入能吸水的物質(zhì)，但不能吸收二氧化碳?xì)怏w，否則無(wú)法確定生成的水和二氧化碳各自的質(zhì)量；
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先通入一段時(shí)間空氣，氣目的是趕凈裝置B中的二氧化碳和水蒸氣，確保CD兩裝置吸收的水蒸氣、二氧化碳全部是樣品分解生成的；所以通入的空氣必須先除去空氣中的水和二氧化碳A裝置中應(yīng)放入堿石灰或固體氫氧化鈉；
實(shí)驗(yàn)二、（3）圖象分析沉淀0.06mol為Mg（OH）₂，Al（OH）₃物質(zhì)的量為0.08mol-0.06mol=0.02mol；據(jù)此計(jì)算x的數(shù)值；
（4）圖象中可以分析得到樣品中含Al³⁺0.02mol，Mg²⁺0.06mol，反應(yīng)中生成水0.12mol，生成二氧化碳0.01mol，依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算氫氧根離子數(shù)，據(jù)此推算樣品的化學(xué)式；
（5）依據(jù)胃酸主要成分是鹽酸，和該藥反應(yīng)生成的二氧化碳容易使胃壁穿孔；
（6）不需要做實(shí)驗(yàn)一，只需要在實(shí)驗(yàn)二的基礎(chǔ)上再得知兩個(gè)數(shù)據(jù)就可以求出鋁碳酸鎂的化學(xué)式，實(shí)驗(yàn)二已經(jīng)知道鋁離子、鎂離子物質(zhì)的量，只需要測(cè)定二氧化碳物質(zhì)的量和主要成分的含量既可以計(jì)算得到化學(xué)式．

解答：解：（1）分析本題的實(shí)驗(yàn)裝置可知，樣品鋁碳酸鎂片在加熱條件下分解生成鋁和鎂的氧化物、CO₂、H₂O，裝置C中應(yīng)放入能吸水的物質(zhì)，但不能吸收二氧化碳?xì)怏w，否則無(wú)法確定生成的水和二氧化碳各自的質(zhì)量，所以裝置C中是吸收水蒸氣，利用無(wú)水CaCl₂或P₂O₅  可以吸收，裝置D是吸收二氧化碳?xì)怏w的裝置，可以利用堿石灰吸收二氧化碳?xì)怏w，
故答案為：無(wú)水CaCl₂或P₂O₅； 堿石灰或NaOH固體；
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先通入一段時(shí)間空氣，氣目的是趕凈裝置B中的二氧化碳和水蒸氣，確保CD兩裝置吸收的水蒸氣、二氧化碳全部是樣品分解生成的；所以通入的空氣必須先除去空氣中的水和二氧化碳A裝置中應(yīng)放入堿石灰或固體氫氧化鈉，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先通入一段時(shí)間空氣，其目的是排除裝置B中的CO₂、H₂O，其操作方法是；關(guān)閉彈簧夾b，打開(kāi)彈簧夾a；當(dāng)B處的酒精燈點(diǎn)燃后以及反應(yīng)結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)仍然要通入空氣的目的是排出固體分解產(chǎn)生的CO₂、H₂O，使其被充分吸收，
故答案為：排除裝置B中的CO₂、H₂O；關(guān)閉彈簧夾b，打開(kāi)彈簧夾a； 排出固體分解產(chǎn)生的CO₂、H₂O，使其被充分吸收；  
（3）圖象分析沉淀0.06mol為Mg（OH）₂，Al（OH）₃物質(zhì)的量為0.08mol-0.06mol=0.02mol，溶解0.02molAl（OH）₃需要1mol/L的NaOH溶液可以利用反應(yīng)Al（OH）₃+OH^-=Al（OH）₄^-，需要1mol/L氫氧化鈉溶液體積為20ml，則x=220ml-20ml=200ml，
故答案為：200；
（4）圖象中可以分析得到樣品中含Al³⁺0.02mol，Mg²⁺0.06mol，取mg該藥片，研成粉末放入硬質(zhì)玻璃管中，加熱，充分反應(yīng)后測(cè)得裝置C增重2.16g為水，物質(zhì)的量

2.16g

18g/mol

=0.12mol，裝置D增重0.44g為CO₂，物質(zhì)的量為0.01mol；反應(yīng)中生成水0.12mol，生成二氧化碳0.01mol，Al³⁺0.02mol，Mg²⁺0.06mol，n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（CO₃^2-）=0.02：0.06：0.01=2：6：1，依據(jù)元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算氫氧根離子數(shù)，2×（+3）+6×（+2）+1×（-2）+氫氧根離子數(shù)×（-1）=0，氫氧根離子數(shù)=16，所以含有結(jié)晶水為4個(gè)，據(jù)此推算樣品的化學(xué)式Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O，
故答案為：Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O；
（5）胃酸主要成分是鹽酸，和該藥反應(yīng)生成的二氧化碳容易使胃壁穿孔，故答案為：因?yàn)槲杆岷驮撍幾饔卯a(chǎn)生CO₂會(huì)刺激胃粘膜，導(dǎo)致胃穿孔；
（6）不需要做實(shí)驗(yàn)一，只需要在實(shí)驗(yàn)二的基礎(chǔ)上再得知兩個(gè)數(shù)據(jù)就可以求出鋁碳酸鎂的化學(xué)式，實(shí)驗(yàn)二已經(jīng)知道鋁離子、鎂離子物質(zhì)的量，只需要測(cè)定二氧化碳物質(zhì)的量和主要成分的含量既可以計(jì)算得到化學(xué)式，
故答案為：產(chǎn)生CO₂的物質(zhì)的量； 藥片中主要成份的含量．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和物質(zhì)組成的計(jì)算分析，圖象分析計(jì)算的應(yīng)用，掌握分析方法，物質(zhì)性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度較大．