Question

水滑石材料在石油化学、塑料工业等方面均具有广泛用途，某活动小组同学进行如下实验制备某水滑石并测定其组成。

Ⅰ．水滑石的制备

（1）配制一定浓度的Mg(NO₃)₂与Al(NO₃)₃的混合溶液500mL，定容时，俯视刻度线，则所配溶液的浓度____________(填“偏大”或“偏小”)。

（2）配制c(NaOH)=1.6mol/L和c(Na₂CO₃)=0.8mol/L的混合溶液500mL，配制时，若用托盘天平称取NaOH固体，则需称取NaOH的质量为____________；该混合溶液中c(Na⁺)=___________mol/L。

（3）将（1）和（2）所配溶液混合后，过滤即得水滑石，过滤时玻璃棒的作用是____________。

Ⅱ．水滑石组成的测定

（4）设上述制得的水滑石组成为Mg_aAl_b(OH)_c(CO₃)_d。已知：a+b+c+d=25(a、b、c、d为正整数)。制得的样品含Mg_aAl_b(OH)_c(CO₃)_d0.1mol，用1mol/L的盐酸使其完全溶解，消耗盐酸的体积为1.8L；同时生成2.24L(标准状况)CO₂，此时溶液中只含AlCl₃和MgCl₂两种溶质。通过计算确定该水滑石的化学式(请写出计算过程)。

Answer

（1）偏大；（2）32.0g；3.2；（3）引流；（4）Mg6Al2(OH)16CO3。

【解析】

试题分析：（1）配制一定浓度的Mg(NO3)2与Al(NO3)3的混合溶液500mL，定容时，俯视刻度线，则溶液的体积偏小，由于溶质的物质的量不变，所以导致所配溶液的浓度偏大；（2）配制c(NaOH)=1.6mol/L和c(Na2CO3)=0.8mol/L的混合溶液500mL，配制时，n(NaOH)=c·V=1.6mol/L×0．5L=0.8mol，若用托盘天平称取NaOH固体，则需称取NaOH的质量为m(NaOH)=n·M=0.8mol×40g/mol=32.0g；该混合溶液中c(Na+)=c(NaOH)+2 c(Na2CO3)= 1.6mol/L +2×0.8mol/L =3.2mol/L；（3）将（1）和（2）所配溶液混合后，过滤即得水滑石，过滤时玻璃棒的作用是引流；（4） 0.1mol的水滑石与足量的盐酸反应，产生标准状况下的气体是CO2，体积是2.24L，则根据碳元素守恒，可得 n(CO32-)=n(CO2)=0.1mol，所以d=0.1mol÷0.1mol=1；n(HCl)=c·V=1mol/L×1.8L=1.8mol； 盐酸电离产生的H+与OH-及CO32-发生反应，H++OH-=H2O；2H++CO32-=H2O+CO2↑；n(CO32-)=0.1mol，其消耗氢离子的物质的量是0.2mol，则OH-消耗的H+的物质的量是1.8mol-0.2mol=1.6mol，所以c=1.6mol÷0.1mol=16； 根据化合物化合价代数和为0，可得2a+3b=18； 结合a+b+c+d=25可得a=6，b=2； 所以水滑石的化学式为Mg6Al2(OH)16CO3。

考点：考查物质的量浓度的溶液的配制、仪器的使用、误差分析、物质化学式的确定的知识。