Question

平達喜是常用的中和胃酸的藥物，它的化學成分是可以表示為：Mg_xAl_y(OH)_zCO₃·nH₂O，其中氫元素的質量分數為0．040。取該堿式鹽30．1g，加熱完全分解會產生標準狀況下1．12L氣體。加入2．0mol·L^－1鹽酸450mL使其正好完全溶解。若在上述堿式鹽溶于鹽酸后的溶液中加入過量的氫氧化鈉，過濾，沉淀物進行干燥后重17．4g。該試樣中：
（1）碳酸根的物質的量；
（2）鎂離子的物質的量；
（3）氫氧根離子的物質的量；
（4）堿式碳酸鹽的化學式。

Answer 1

（1）0．05  (2)0．3  (3)0．8  (4)Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃．4H₂O(每小題2分，共8分)

試題分析：（1）根據C元素守恒，堿式鹽中的CO₃²?的物質的量等于CO₂的物質的量：n(CO₃²?)=n(CO₂ )=1．12L÷22．4L/mol=0．05mol。
（2）加入過量的氫氧化鈉，過濾，得到的沉淀物為Mg(OH)₂，故n(Mg²⁺)=n[Mg(OH)₂]=17.4g÷58g/mol=0．3mol。
（3）加入鹽酸分別與CO₃²?和OH?反應，CO₃²?+2H⁺=CO₂↑+H₂O,0．05mol的CO₃²?消耗0．1mol的H⁺，所以n(OH?)=2．0mol/L×0．45L-0．1mol=0．8mol。
（4）CO₃²?的物質的量為0．05mol，則Mg_xAl_y(OH)_zCO₃·nH₂O的物質的量為0．05mol，摩爾質量為30．1g÷0．05mol=602g/mol,由n(Mg²⁺)=0．3mol,n(OH?)=0．8mol，可得x=6，z=16，n(H₂O)=(30．1g×0．040÷1g/mol-0．8mol)÷2=0．2mol，可知H₂O的系數n=4，堿式鹽為Mg₆Al_y(OH)₁₆CO₃．4H₂O，y=（602-24×6-17×16-60-18×4）÷27=2，所以化學式為：Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃．4H₂O。