Question

3．堿式碳酸鈉鋁[Na_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d]可用作阻燃劑、抗酸劑等．其制備方法是：控制溫度、pH，向NaHCO₃稀溶液中加入Al（OH）₃，并攪拌，充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、干燥，得堿式碳酸鈉鋁．
（1）堿式碳酸鈉鋁[Na_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d]中a、b、c、d之間的關(guān)系為a+3b=c+2d．
（2）堿式碳酸鈉鋁作為阻燃劑的可能原因：①在分解過(guò)程中大量吸熱；②本身及產(chǎn)物無(wú)毒且不可燃；③產(chǎn)生阻燃性氣體CO₂、H₂O．
（3）若pH過(guò)高，則對(duì)產(chǎn)品的影響是pH過(guò)高會(huì)使堿式碳酸鈉鋁轉(zhuǎn)化為NaAlO₂．
（4）為確定堿式碳酸鈉鋁的組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①準(zhǔn)確稱取2.880g樣品用足量稀硝酸溶解，得到CO₂ 0.448L（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下），并測(cè)得溶液中含有0.02mol Al³⁺．
②加熱至340℃以上時(shí)樣品迅速分解，得到金屬氧化物、CO₂和H₂O．當(dāng)樣品分解完全時(shí)，樣品的固體殘留率（固體樣品的剩余質(zhì)量/固體樣品的起始質(zhì)量×100%）為56.9%，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定堿式碳酸鈉鋁的組成（寫出計(jì)算過(guò)程）．

Answer 1

分析 （1）堿式碳酸鈉鋁[Na_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d]中，化合價(jià)代數(shù)和為0；
（2）堿式碳酸鈉鋁作為阻燃劑的可能原因：①在分解過(guò)程中大量吸熱；②本身及產(chǎn)物無(wú)毒且不可燃；③同產(chǎn)生不支持燃燒的二氧化碳和水；
（3）pH過(guò)高，堿性強(qiáng)不生成氫氧化鋁，而產(chǎn)生偏鋁酸鹽；
（4）因?yàn)椋簄（CO₂）=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$，n（CO₂）=0.02mol，所以n（H₂O）=$\frac{2.880g×（1-56.9%）-0.02mol×44g/mol}{18g/mol}$，而測(cè)得溶液中含有0.02molAl³⁺，所以b：c：d=1：2：1，根據(jù)電荷守恒a+0.02×3=0.02×2+0.02×2，所以a=0.02mol，所以a：b：c：d=1：1：2：1，以此解答該題．

解答 解：（1）堿式碳酸鈉鋁[Na_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d]中，化合價(jià)代數(shù)和為0，所以a+3b-c-2d=0，則a+3b=c+2d，故答案為：a+3b=c+2d；
（2）堿式碳酸鈉鋁作為阻燃劑的可能原因：①在分解過(guò)程中大量吸熱；②本身及產(chǎn)物無(wú)毒且不可燃；③同產(chǎn)生不支持燃燒的二氧化碳和水，
故答案為：產(chǎn)生阻燃性氣體CO₂、H₂O；
（3）pH過(guò)高，堿性強(qiáng)不生成氫氧化鋁，而產(chǎn)生偏鋁酸鹽，所以pH過(guò)高，則對(duì)產(chǎn)品的影響是會(huì)使堿式碳酸鈉鋁轉(zhuǎn)化為NaAlO₂，
故答案為：pH過(guò)高會(huì)使堿式碳酸鈉鋁轉(zhuǎn)化為NaAlO₂；
（4）因?yàn)椋簄（CO₂）=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$，n（CO₂）=0.02mol，所以n（H₂O）=$\frac{2.880g×（1-56.9%）-0.02mol×44g/mol}{18g/mol}$，而測(cè)得溶液中含有0.02molAl³⁺，所以b：c：d=1：2：1，根據(jù)電荷守恒a+0.02×3=0.02×2+0.02×2，所以a=0.02mol，所以a：b：c：d=1：1：2：1，所以，堿式碳酸鋁的化學(xué)組成為NaAl（OH）₂CO₃，
答：堿式碳酸鋁的化學(xué)組成為NaAl（OH）₂CO₃ ．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的組成以及含量的測(cè)定，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、計(jì)算能力的考查，明確各個(gè)物理量之間關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意原子守恒的靈活運(yùn)用，題目難度中等．