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(zhì)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(chǎn)物為Al₂O₃、MgO、CO₂和水，則為分別測定CO₂和水的質(zhì)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(zhì)的濾液，向濾液中逐漸加入足量的稀NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的質(zhì)量與加入NaOH質(zhì)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(zhì)量到x時，生成的沉淀有

 

和

 

，其中Al（OH）₃的質(zhì)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(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,根據(jù)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(zhì)，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(zhì)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(zhì)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(zhì)量量為5.04-3.48g=1.56g；據(jù)此計算x的數(shù)值；
（2）依據(jù)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(jù)以上數(shù)據(jù)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(zhì)，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(zhì)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(jié)束后一段時間內(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，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(zhì)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(zhì)量量為5.04-3.48g=1.56g；
設與硫酸鎂反應的氫氧化鈉的質(zhì)量為x，與硫酸鋁反應的氫氧化鈉的質(zhì)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(chǎn)生CO₂會刺激胃粘膜，導致胃穿孔；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后元素的質(zhì)量不變，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，3.48gMg（OH）₂中鎂元素的質(zhì)量為1.44g，原子個數(shù)為6個，Al（OH）₃的質(zhì)量量1.56g，鋁元素的質(zhì)量為0.54g，原子個數(shù)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(chǎn)生CO₂，加重病情或造成胃穿孔、胃出血
（3）Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃?4H₂O；

點評：根據(jù)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(zhì)性質(zhì)的探究實驗方法，實驗方案設計和物質(zhì)組成的計算分析，圖象分析計算的應用，掌握分析方法，物質(zhì)性質(zhì)是解題關鍵，題目難度較大．