19.铝和镁的碱式碳酸盐在生产生活中有多种用途.
(1)铝和镁的碱式碳酸盐在工业上能做阻燃剂,主要原因是反应分解吸收热量,有水生成吸收热量,有二氧化碳生成隔绝空气,生成高熔点的MgO、Al2O3.
(2)“达喜”是中和胃酸的常用药物,其有效成分是铝和镁的碱式碳酸盐.现进行如下实验确定化学式:
实验一:取该碱式盐3.01g充分灼烧至恒重,测得固体质量减少了1.30g;
实验二:再取该碱式盐3.01g使其溶于足量的盐酸中,产生CO2的体积为112mL(标准状况);
实验三:向实验二的溶液中加入足量的NaOH溶液得到1.74g白色沉淀.
①若实验一中灼烧不充分,达喜中Mg2+与Al3+的物质的量之比会偏小. (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
②计算“达喜”的化学式并写出计算过程.
分析(1)铝和镁的碱式碳酸盐分解吸热,生成二氧化碳可隔绝空气;
(2)实验一中减少的是二氧化碳气体和水蒸气的质量,灼烧得到固体为氧化铝和氧化镁的混合物;
实验二中生CO2的体积为112mL(标准状况),可以计算碳酸根离子的物质的量;
实验三中的1.74g白色沉淀为氢氧化镁沉淀,据此可计算出镁离子的物质的量,然后结合实验计算出3.01g该碱式盐中铝离子的物质的量;
再根据电荷守恒计算出碱式盐中含有的氢氧根离子的物质的量,最后根据质量守恒定律计算出碱式盐中含有水的物质的量,从而得出该碱式盐的化学式.
解答解:(1)铝和镁的碱式碳酸盐分解吸热,降低燃烧温度,且生成二氧化碳可隔绝空气,可起到灭火的作用,同时生成高熔点的MgO、Al2O3,起到隔绝氧气的作用,
故答案为:反应分解吸收热量,有水生成吸收热量,有二氧化碳生成隔绝空气,生成高熔点的MgO、Al2O3;
(2)①如灼烧不充分,则实验一剩余固体质量偏大,实验二可确定氢氧化镁的质量,则测得含铝质量偏大,则Mg2+与Al3+的物质的量之比会偏小,
故答案为:偏小;
②3.01g碱式碳酸盐中,含:n(Mg2+)=n[Mg(OH)2]=$\frac{1.74g}{58g/mol}$=0.03mol,依据Al2O3和MgO质量为3.01g-1.30g=1.71g,依据元素守恒计算得到
n(Al3+)=2n(Al2O3)=$\frac{2×(3.01-1.30-0.03×40)}{102}$=0.01mol,
n(CO32-)=n(CO2)=0.005mol,
n(OH-)=(0.03×2+0.01×3-0.005×2)=0.08mol,
n(H2O)=$\frac{(1.30-0.04×18-0.005×44)}{18}$=0.02mol,
所以n(Al3+):n(Mg2+):n(OH-):n(CO32-):n(H2O)=0.01mol:0.03mol:0.08mol:0.005mol:0.02mol=2:6:16:1:4,
即碱式碳酸盐的化学式为:Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O,
答:达喜的化学式为Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O.即碱式碳酸盐的化学式为:Al2Mg6(OH)16CO3•4H2O.