Question

平达喜是常用的中和胃酸的药物，它的化学成分是铝和镁的碱式碳酸盐（含有结晶水），其中氢元素的质量分数

平达喜是常用的中和胃酸的药物，它的化学成分是铝和镁的碱式碳酸盐（含有结晶水），其中氢元素的质量分数为0.040．取该碱式盐3.01g，加入2.0mol?L -1 盐酸使其溶解，当逐滴加入盐酸42.5mL时，开始产生CO 2 ，加入盐酸至45.0mL时正好反应完全．若在上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量的氢氧化钠，过滤，沉淀物进行干燥后重1.74g．请计算该试样中：（1）碳酸根的物质的量；（2）镁离子的物质的量；（3）氢氧根离子和铝离子的物质的量；（4）写出碱式碳酸盐的化学式．

Answer 1

当加入盐酸42.5mL时，开始产生CO 2 ，加入盐酸至45.0mL时正好反应完全， 所发生的反应分别为：①OH - +H + =H 2 O； ②CO 3 2- +H + ═HCO 3 - ； ③HCO 3 - +H + ═H 2 O+CO 2 ↑； 可得n（CO 2 ）=n（CO 3 2- ）=2.5×10 -3 L×2mol/L=0.005mol， 而中和OH - 需要盐酸42.5ml-2.5ml=40mL，所以n（OH - ）=40×10 -3 L×2mol/L=0.08mol． 加入过量的氢氧化钠得沉淀Mg（OH） 2 1.74g， n（Mg 2+ ）=n（Mg（OH） 2 ）= 1.74g 58g/mol =0.03mol， 根据电荷守恒，3n（Al 3+ ）+2n（Mg 2+ ）=n（OH - ）+2n（CO 3 2- ） 则：n（Al 3+ ）= 0.08mol+0.005mol×2-0.03mol×2 3 =0.01mol． 依据质量守恒，物质中含有结晶水： 3.01g-0.005mol×60g/mol-0.08mol×17g/mol-0.03mol×24g/mol-0.01mol×27g/mol=0.36g， 物质的量为 0.36g 18g/mol =0.02mol， 综合以上，该碱式碳酸盐的化学式为Al 2 Mg 6 （OH） 16 CO 3 ?4H 2 O． 答：（1）碳酸根的物质的量为0.005mol； （2）镁离子的物质的量为0.03mol； （3）氢氧根离子和铝离子的物质的量分别为0.08mol、0.01mol； （4）碱式碳酸盐的化学式为Al 2 Mg 6 （OH） 16 CO 3 ?4H 2 O．