Question

17．鋁碳酸鎂[Al_aMg_b•（CO₃）_c•（OH）_d•eH₂O于治療慢性胃炎．現稱取一定質量鋁碳酸鎂樣品，溶于50mL2mol•L ^-1的鹽酸（過量），收集到氣體112mL（標準情況）；往所得溶液中加入40mL3mol•L^-1的NaOH溶液，過濾，將所得沉淀洗滌、干燥、稱量得固體1.74g；再將濾液稀釋到100mL．測得溶液中OH^-的濃度為0.1mol•L^-1．由計算可以確定d與a的比值為（　　）

• A． 4
• B． 6
• C． 8
• D． 12

Answer 1

分析 根據生成二氧化碳的量計算出碳酸根離子的物質的量，氫氧化鈉過量，生成的沉淀為氫氧化鎂，根據n=$\frac{m}{M}$計算出氫氧化鎂的物質的量，從而得出樣品中含有的鎂離子的物質的量；反應后溶質為氯化鈉、偏鋁酸鈉和氫氧化鈉，根據電荷守恒計算出偏鋁酸根離子的物質的量，從而得出樣品中含有鋁離子的物質的量；設樣品中含有氫氧根離子的物質的量為xmol，則：n（HCl）-2n（CO₃^2-）-x=n_總（OH^-）-n_剩余（OH^-）-2n（Mg²⁺）-4n（Al³⁺），據此計算出樣品中氫氧根離子的物質的量；n（OH^-）：n（CO₃^2-）計算出的值．

解答 解：50mL的2mol/L鹽酸中含有HCl的物質的量為：n（HCl）=2mol/L×0.05L=0.1mol，則反應后的溶液中n（Cl^-）=0.1mol，
生成二氧化碳的物質的量為：n（CO₂）=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，根據C原子守恒，樣品中含有0.005molCO₃^2-；
由于反應后氫氧根離子過量，則1.74g沉淀為氫氧化鎂的質量，則氫氧化鎂的物質的量為：$\frac{1.74g}{58g/mol}$=0.03mol，40mL 3mol•L^-1的NaOH溶液中氫氧化鈉的物質的量為：3mol/L×0.04L=0.12mol，
反應后溶液中氫氧根離子的物質的量為：n（OH^-）=0.1 L×0.1 mol•L^-1=0.01mol，
反應后溶液中的溶質為NaCl、NaAlO₂、NaOH，根據離子電荷守衡：n（Cl^-）+n（OH^-）+n（AlO₂^-）=n（Na⁺），則：n（AlO₂^-）=0.12mol-0.1mol-0.01mol=0.01mol，根據元素守恒，樣品中含有鋁離子的物質的量為0.01mol；
生成0.05mol二氧化碳需要消耗氯化氫0.1mol，0.01mol鋁離子轉化成偏鋁酸根離子需要消耗0.04mol氫氧根離子，生成0.03mol氫氧化鎂沉淀需要消耗0.06mol氫氧根離子，設樣品中含有氫氧根離子的物質的量為x，則：0.1mol-0.01mol-x=0.12mol-0.04-0.06mol-0.01mol，解得：x=0.08mol，
n（OH^-）：n（Al³⁺）=0.08mol：0.01mol=8：1，
故選C．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發生反應原理為解答關鍵，注意掌握質量守恒在化學計算中的應用，試題計算量較大，充分考查了學生的分析、理解能力及化學計算能力．