Question

已知某種治療胃病藥品的主要成份是鋁碳酸鎂片，化學式為Al_aMg_b（OH）₁₆CO₃?4H₂O，假設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．某研究性學習小組設計了如圖一實驗探究鋁碳酸鎂片的組成．

【實驗一】
取m g該藥片，研成粉末放入硬質玻璃管中，加熱，充分反應后測得裝置C增重2.16g，裝置D增重0.44g．
（1）鋁碳酸鎂片加熱分解的產物為Al₂O₃、MgO、CO₂和水，則為分別測定CO₂和水的質量，裝置C和D中盛放的藥品應選擇：C

 

  D

 

（填序號）．
①濃硫酸         ②堿石灰           ③氯化鈣          ④純堿
（2）實驗開始前先通入一定量空氣，其操作方法是關閉彈簧夾

 

，打開彈簧夾

 

，目的是

 

．
（3）一段時間后，打開彈簧夾

 

，關閉彈簧夾

 

，點燃酒精燈加熱，充分反應后，停止加熱，繼續(xù)通入空氣至玻璃管冷卻的目的是

 

（填序號）．
①排凈空氣防爆炸         ②防止空氣中水和二氧化碳進入C、D影響測定
③使生成水和二氧化碳進入C、D被充分吸收
【實驗二】
另取m g該藥片，加入100g  9.8%的稀硫酸，充分反應后濾去不溶物，得到含有MgSO₄和Al₂（SO₄）₃等溶質的濾液，向濾液中逐漸加入足量的稀NaOH溶液，產生沉淀的物質的質量與加入NaOH質量的關系如圖二．
已知：MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄Al₂（SO₄）₃+6NaOH═2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄
Al（OH）₃+NaOH═NaAlO₂+2H₂O，
Mg（OH）₂不溶于NaOH，NaAlO₂可溶于水．
（1）圖中NaOH加入0.80g，仍沒有沉淀，說明濾液中含

 

．當加入NaOH的質量到x時，生成的沉淀有

 

和

 

，其中Al（OH）₃的質量是

 

g，則x=

 

g．
（2）有醫(yī)生建議患有嚴重胃潰瘍的患者最好慎用該藥，試用你所學的知識解釋這樣建議的理由是

 

．
（3）試確定鋁碳酸鎂的化學式為

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,根據化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：實驗一、（1）分析本題的實驗裝置可知，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中應放入能吸水的物質，但不能吸收二氧化碳氣體，否則無法確定生成的水和二氧化碳各自的質量；
（2）實驗開始前先通入一段時間空氣，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；
（3）一段時間后，打開彈簧夾，繼續(xù)通入空氣至玻璃管冷卻的目的是 使生成的水和二氧化碳進入C、D被充分吸收
實驗二、
（1）由圖象分析，NaOH加入0.80g，仍沒有沉淀，說明濾液含硫酸，當加入NaOH的質量到x時，生成的沉淀有氫氧化鎂和氫氧化鋁；圖象分析沉淀3.48g為Mg（OH）₂，Al（OH）₃的質量量為5.04-3.48g=1.56g；據此計算x的數值；
（2）依據胃酸主要成分是鹽酸，和該藥反應生成的二氧化碳容易使胃壁穿孔；
（3）根據以上數據推算樣品的化學式．

解答：解：
實驗一、
（1）分析本題的實驗裝置可知，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中應放入能吸水的物質，但不能吸收二氧化碳氣體，否則無法確定生成的水和二氧化碳各自的質量，所以裝置C中是吸收水蒸氣，利用無水CaCl₂或P₂O₅  可以吸收，裝置D是吸收二氧化碳氣體的裝置，可以利用堿石灰吸收二氧化碳氣體，
故答案為：CaCl₂； 堿石灰；
（2）實驗開始前先通入一段時間空氣，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；
（3）所以通入的空氣必須先除去空氣中的水和二氧化碳A裝置中應放入堿石灰或固體氫氧化鈉，實驗開始前先通入一段時間空氣，其目的是排除裝置B中的CO₂、H₂O，其操作方法是；關閉彈簧夾b，打開彈簧夾a；當B處的酒精燈點燃后以及反應結束后一段時間內仍然要通入空氣的目的是排出固體分解產生的CO₂、H₂O，使其被充分吸收，其操作方法是；關閉彈簧夾b，打開彈簧夾a；
實驗二、
（1）由圖象分析，NaOH加入0.80g，仍沒有沉淀，說明濾液含硫酸，當加入NaOH的質量到x時，生成的沉淀有氫氧化鎂和氫氧化鋁；圖象分析沉淀3.48g為Mg（OH）₂，Al（OH）₃的質量量為5.04-3.48g=1.56g；
設與硫酸鎂反應的氫氧化鈉的質量為x，與硫酸鋁反應的氫氧化鈉的質量為y，x
MgSO₄+2NaOH═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄ Al₂（SO₄）₃+6NaOH═2Al（OH）₃↓+3Na₂SO₄
     80         58                       240         156
     x          3.48g                     y          1.56g

        

80

58

=

x

3.48g

                                  

240

156

=

y

1.56g

      x=4.8g                                             y=2.4g
則x=4.8g+2.4g+0.8g=8g；
（2）胃酸主要成分是鹽酸，和該藥反應生成的二氧化碳容易使胃壁穿孔，故答案為：因為胃酸和該藥作用產生CO₂會刺激胃粘膜，導致胃穿孔；
（3）根據質量守恒定律，反應前后元素的質量不變，根據以上數據，3.48gMg（OH）₂中鎂元素的質量為1.44g，原子個數為6個，Al（OH）₃的質量量1.56g，鋁元素的質量為0.54g，原子個數為2個，
故鋁碳酸鎂的化學式為Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O
答案：實驗一、
（1）③②
（2）b a   排盡空氣防干擾
（3）b  a  ③
實驗二、
（1）H₂SO₄ Mg（OH）₂ Al（OH）₃ 1.56g    8g
（2）與胃中鹽酸反應產生CO₂，加重病情或造成胃穿孔、胃出血
（3）Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O；

點評：根據裝置圖中各裝置的作用，推斷實驗過程中該裝置的操作方法，參與到實驗的探究活動中，此為解答類似探究問題的方法．本題考查了物質性質的探究實驗方法，實驗方案設計和物質組成的計算分析，圖象分析計算的應用，掌握分析方法，物質性質是解題關鍵，題目難度較大．