Question

15．和田玉因產(chǎn)于新疆和田而得名，以透閃石玉中的精品揚名于天下．透閃石玉又叫軟
玉，其組成可用Ca_xMg_ySi₈O₂₂（OH）_m表示．回答下列問題：
（1）透閃石玉的組成中x、y、m之間的關(guān)系為2x+2y-m=12（用代數(shù)式表示），將Ca_xMg_ySi₈O₂₂（OH）_m改寫成氧化物的形式為xCaO•yMgO•8SiO₂•$\frac{m}{2}$H₂O．
（2）取少量透閃石玉樣品粉末灼燒至恒重，則樣品減少的質(zhì)量與灼燒后固體中Si元素的質(zhì)量比為9m：224（用m表示）．
（3）為確定某透閃石玉的組成，進行如下實驗：
①準(zhǔn)確稱取8.10g樣品粉末，加入足量稀鹽酸充分溶解后過濾，將沉淀灼燒得固體4.80g．
②另準(zhǔn)確稱取16.20g樣品粉末在空氣中灼燒，樣品減少的質(zhì)量隨灼燒時間的變化如圖所示．根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算樣品的化學(xué)式（寫出計算過程）Ca₂Mg₅Si₈O₂₂（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合物中化合價為代數(shù)和為0計算x、y、m之間的關(guān)系，根據(jù)元素元素守恒可寫出氧化物的形式；
（2）取少量透閃石玉樣品粉末灼燒至恒重，則樣品減少的質(zhì)量即為氧化物形式中的水的質(zhì)量，根據(jù)氧化物質(zhì)的化學(xué)式進行計算；
（3）將樣品看成氧化物的形式，加入足量稀鹽酸充分溶解后，過濾、洗滌后得固體為二氧化硅為4.80g，根據(jù)二氧化硅的物質(zhì)的量及樣品的質(zhì)量可確定樣品的相對分子質(zhì)量，樣品粉末在空氣中灼燒，樣品減少的質(zhì)量即為水的質(zhì)量，據(jù)此確定化合物中水的量，根據(jù)x、y、m之間的關(guān)系，及相對分子質(zhì)量列方程組可確定樣品的化學(xué)式．

解答 解：（1）根據(jù)化合物中化合價為代數(shù)和為0可知，2x+2y+8×4+m-m-22×2=0，所以2x+2y-m=12，根據(jù)元素元素守恒可知，Ca_xMg_ySi₈O₂₂（OH）_m表示成氧化物的形式為xCaO•yMgO•8SiO₂•$\frac{m}{2}$H₂O，
故答案為：2x+2y-m=12；xCaO•yMgO•8SiO₂•$\frac{m}{2}$H₂O；
（2）取少量透閃石玉樣品粉末灼燒至恒重，則樣品減少的質(zhì)量即為氧化物形式中的水的質(zhì)量，根據(jù)xCaO•yMgO•8SiO₂•$\frac{m}{2}$H₂O可知，減少的質(zhì)量即水的質(zhì)量與灼燒后固體中Si元素的質(zhì)量比為（$\frac{m}{2}$×18）：（8×28）=9m：224，
故答案為：9m：224；
（3）將樣品看成氧化物的形式，加入足量稀鹽酸充分溶解后，過濾、洗滌后得固體為二氧化硅為4.80g即0.08mol，所以樣品的相對分子質(zhì)量為$\frac{8.10}{\frac{0.08}{8}}$=810，16.20g樣品粉末即0.02mol，在空氣中灼燒，根據(jù)圖可知，生成水的質(zhì)量為3.6g，即0.02mol，所以樣品中水分子數(shù)為1即m=2，所以有$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y-2=12}\\{40x+24y+28×8+16×22+17×2=810}\end{array}\right.$，解得x=2，y=5，所以樣品的化學(xué)式為Ca₂Mg₅Si₈O₂₂（OH）₂，
故答案為：Ca₂Mg₅Si₈O₂₂（OH）₂．

點評 本題考查學(xué)生硅酸鹽的有關(guān)知識以及根據(jù)題中所給的信息和元素守恒定律定律進行計算，推斷物質(zhì)的組成，難度中等．