Question

碱式碳酸钠铝[Na_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d]可用作阻燃剂、抗酸剂等。其制备方法是：控制温度、pH，向NaHCO₃稀溶液中加入Al（OH）₃，并搅拌，充分反应后过滤、洗涤、干燥，得碱式碳酸钠铝。

（1）碱式碳酸钠铝[Na_aAl_b（OH）_c（CO₃）_d]中a、b、c、d之间的关系为________。

（2）碱式碳酸钠铝作为阻燃剂的可能原因：①在分解过程中大量吸热；②本身及产物无毒且不可燃；③________________________。

（3）若pH过高，则对产品的影响是________________________。

（4）为确定碱式碳酸钠铝的组成，进行如下实验：

①准确称取2.880 g样品用足量稀硝酸溶解，得到CO₂ 0.448 L（已换算成标准状况下），并测得溶液中含有0.02 mol Al^3＋。

②加热至340 ℃以上时样品迅速分解，得到金属氧化物、CO₂和H₂O。当样品分解完全时，样品的固体残留率（固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%）为56.9%，根据以上实验数据确定碱式碳酸钠铝的组成（写出计算过程）。

Answer

（1）a＋3b＝c＋2d（2分）

（2）产生阻燃性气体CO2、H2O（2分）

（3）pH过高会使碱式碳酸钠铝转化为NaAlO2（2分）

（4）NaAl（OH）2CO3 （6分）

n（CO2）＝＝0.02 mol （1分）

n（H2O）＝＝0.02 mol（1分）

b∶c∶d＝1∶2∶1，根据电荷守恒，a∶b∶c∶d＝1∶1∶2∶1（2分）

所以，碱式碳酸铝的化学组成为NaAl（OH）2CO3（2分）

【解析】

试题分析：（1）碱式碳酸钠铝[NaaAlb（OH）c（CO3）d]中，化合价代数和为0，所以a+3b-c-2d=0，则a+3b=c+2d。

故答案为：a+3b=c+2d；

（2）碱式碳酸钠铝作为阻燃剂的可能原因：①在分解过程中大量吸热；②本身及产物无毒且不可燃；③同产生不支持燃烧的二氧化碳和水。

故答案为：产生阻燃性气体CO2、H2O；

（3）pH过高，碱性强不生成氢氧化铝，而产生偏铝酸盐，所以pH过高，则对产品的影响是会使碱式碳酸钠铝转化为NaAlO2。

故答案为：pH过高会使碱式碳酸钠铝转化为NaAlO2；

（4）因为：n（CO2）＝＝0.02 mol，

n（H2O）＝＝0.02 mol，

而测得溶液中含有0.02molAl3+，所以b：c：d=1：2：1，根据电荷守恒a+0.02×3=0.02×2+0.02×2，所以a=0.02mol，所以a：b：c：d=1：1：2：1，所以，碱式碳酸铝的化学组成为NaAl（OH）2CO3。

故答案为：NaAl（OH）2CO3 （6分）

n（CO2）＝＝0.02 mol （1分）

n（H2O）＝＝0.02 mol（1分）

b∶c∶d＝1∶2∶1，根据电荷守恒，a∶b∶c∶d＝1∶1∶2∶1（2分）

所以，碱式碳酸铝的化学组成为NaAl（OH）2CO3（2分）

【考点定位】化学方程式的有关计算。

【名师点睛】根据化学方程式的有关计算总体原则是：以物质的量为中心，依据质量守恒和电子守恒列关系式。根据化学方程式的计算，多以物质的量为核心，考查物质的量、阿伏伽德罗常数、物质的量浓度、物质的质量、摩尔质量、气体的体积、气体摩尔体积等相关物理量的转化关系，以及反应物的转化率或产物的产率的计算，同时还可以融入多种化学解题思想，比如极值法、差量法、守恒法、讨论法、特殊值法等，是历来高考的重点内容。（1）有关化合价计算题型：首先明确物质中各元素的化合价，依据化合价代数和等于0列关系式；（2）有关化学方程式计算题型：一定要准确找出相关物质之间的计量数关系，如果有一种反应物过量，则应根据量少的反应物来进行计算；如果涉及多步反应，可以根据几个化学方程式找出有关物质的关系式进行计算，使计算简化；如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算；如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。