Question

堿式碳酸鹽A可用作胃藥，其組成可表示為Al₂Mg₆(OH)x(CO₃)y·zH₂O。某校化學興趣小組欲測定其化學式，實驗設計如下：
實驗I：稱取一定質量的A，加熱分解至恒重。
實驗Ⅱ：稱取一定質量的A與足量的酸反應，測量生成CO₂氣體的質量。
可供選擇的儀器和藥品如圖所示：（酸溶液限選6mol/LHCl或6mol/LH₂SO₄，其它試劑任選。）

回答下列問題：
(1)儀器乙的名稱為________。
(2)請選擇必要的裝置完成實驗II,正確的連接順序為________ (按氣流方向，用接口字母表示）；選用的酸溶液是________。
(3)有人提出不采用實驗I，可在實驗II結束后，在A完全反應后所得溶液中滴加足量的氨水，用無灰濾紙過濾，用蒸餾水洗滌反應容器2?3次，將洗滌液過濾，洗滌沉淀2?3次，將附著沉淀的濾紙放到坩堝中加熱分解至恒重。判斷沉淀已洗滌干凈的方法是_________________,實際上未采用該方案的原因是不符合實驗設計的________原則（填字母編號）。

A．科學性

B．安全性

C．可行性

D．簡約性

(4)x與y的關系式是________ (用等式表示）。
(5)通過實驗I的相關數據，經計算可得A的摩爾質量為602.0g. mol^-1。實驗II中稱得樣品A的質量為9.030g，與足量酸完全反應后，CO₂吸收裝置增重0.660g,則A 的化學式為________。

Answer 1

（1）圓底燒瓶（2分） （2）a→e，f→g，h（或h，g）→i （2分）  6mol/LH₂SO₄
（3）取少量末次沉淀洗滌液于試管中，滴加氯化鋇溶液后吳渾濁，說明沉淀已洗滌干凈（2分，合理即可）  D（2分） （4）x＋2y＝18（或x＝16y）（2分） （5）Al₂Mg₆(OH)₁₆CO₃·4H₂O（2分）

試題分析：（1）根據儀器的結構特點可知，儀器乙的名稱為圓底燒瓶。
（2）要準確測量反應中生成的CO₂，則需要除去裝置中殘留的空氣，因此反應前需要利用空氣排盡裝置的中的空氣。由于空氣中含有CO₂因此空氣要首先通過氫氧化鈉溶液除去空氣中的CO₂。又因為反應中生成的CO₂含有水蒸氣，所以還需要先通過濃硫酸除去水蒸氣，最后再通過堿石灰吸收CO₂。同時為了防止空氣中的CO₂也被吸收，還需要再連接有個盛有堿石灰的干燥管或U形管，因此正確的連接順序是）a→e，f→g，h（或h，g）→i。由于鹽酸易揮發，所以應該選擇6mol/L的硫酸。
（3）由于濾液中含有42－，因此可以通過檢驗42－來檢驗沉淀是否洗滌干凈，即取少量末次沉淀洗滌液于試管中，滴加氯化鋇溶液后吳渾濁，說明沉淀已洗滌干凈；根據A的組成陽離子可知，生成的沉淀是氫氧化鎂和氫氧化鋁，但由于沉淀的生成、過濾、洗滌、干燥、稱量過程過于復雜，因此實際上未采用該方案的原因是不符合實驗設計的簡約性，答案選D。
（4）根據化學式Al₂Mg₆(OH)x(CO₃)y·zH₂O并依據化合價代數和為0可知，x＋2y＝3×2＋2×6＝18。
（5）CO₂吸收裝置增重0.660g,則CO₂的物質的量＝＝0.015mol
9.030g樣品的物質的量＝＝0.015mol
所以根據原子守恒可知y＝1
則x＝18－2y＝16
所以z＝＝4
因此該物質的化學式為Al₂Mg₆(OH)₁₆CO₃·4H₂O