铝碳酸镁[AlaMgb•（CO3）c•（OH）d•eH2O]用于治疗慢性胃炎．称取3.01g铝碳酸镁样品，溶于50mL2mol•L-1的盐酸（过量），收集到气体112mL（标准状况）；往所得溶液中加入40mL3mol•L-1的NaOH溶液

Question

铝碳酸镁[AlaMgb•（CO₃）c•（OH）d•eH₂O]用于治疗慢性胃炎．称取3.01g铝碳酸镁样品，溶于50mL2mol•L^-1的盐酸（过量），收集到气体112mL（标准状况）；往所得溶液中加入40mL 3mol•L^-1的NaOH溶液，过滤，将所得沉淀洗涤、干燥、称量得固体1.74g；再将滤液稀释到100mL，测得溶液中OH^ˉ的浓度为0.1mol•L^-1．由计算可以确定e的值为（　　）

A. 4

B. 5

C. 7

D. 8

Answer 1

加入的盐酸中含有氯化氢的物质的量为：n（HCl）=2mol/L×0.05L=0.1mol，则反应后的溶液中n（Cl^-）=0.1mol，
生成二氧化碳的物质的量为：n（CO₂）=(0.112L)/(22.4L/mol)=0.005mol，根据C原子守恒，3.01g样品中含有0.005molCO₃^2-；
由于反应后氢氧根离子过量，则1.74g沉淀为氢氧化镁的质量，则氢氧化镁的物质的量为：(1.74g)/(58g/mol)=0.03mol，根据质量守恒可知，3.01g样品中镁离子的物质的量为0.03mol；
40mL 3mol•L^-1的NaOH溶液中氢氧化钠的物质的量为：3mol/L×0.04L=0.12mol，
反应后溶液中氢氧根离子的物质的量为：n（OH^-）=0.1 L×0.1 mol•L^-1=0.01mol，
反应后溶液中的溶质为NaCl、NaAlO₂、NaOH，根据离子电荷守衡：n（Cl^-）+n（OH^-）+n（AlO₂^-）=n（Na⁺），则：n（AlO₂^-）=0.12mol-0.1mol-0.01mol=0.01mol，根据质量守恒，3.01g样品中含有铝离子的物质的量为0.01mol；
生成0.005mol二氧化碳需要消耗氯化氢0.01mol，0.01mol铝离子转化成偏铝酸根离子需要消耗0.04mol氢氧根离子，生成0.03mol氢氧化镁沉淀需要消耗0.06mol氢氧根离子，设3.01g样品中含有氢氧根离子的物质的量为x，则：0.1mol-0.01mol-x=0.12mol-0.04-0.06mol-0.01mol，解得：x=0.08mol，
则3.01g样品中含有水的质量为：3.01g-27g/mol×0.01mol-24g/mol×0.03mol-60g/mol×0.005mol-17g/mol×0.08mol=0.36g，该水的物质的量为：(0.36g)/(18g/mol)=0.02mol，
所以a：b：c：d：e=n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（CO₃^2-）：n（OH^-）：n（H₂O）=0.01mol：0.03mol：0.005mol：0.08mol：0.02mol=2：6：1：16：4，
即：a=2、b=6、c=1、d=16、e=4，
故选A．