Question

水滑石化學式為：[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O（相對分子質量為602），是環保型阻燃劑。它受熱時生成4種不同的氧化物，請寫出該物質分解的化學方程式：         。
在醫藥上，水滑石還能作為抗酸藥，作用于胃和十二指腸潰瘍等，某研究型學習小組要測定一種市售的水滑石藥片中水滑石的質量分數。
【查閱資料】水滑石與稀硫酸反應的化學方程式為：
[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O+9H₂SO₄==6MgSO₄+Al₂(SO₄)₃+CO₂↑+21H₂O。藥片中除了水滑石外含有一定量的輔料——淀粉等物質。
【提出猜想】小華想將該藥片放在空氣中充分灼燒完成測定；小明想通過水滑石與硫酸反應原理來完成測定，請你參與探究。
【設計方案】他們設計了不同的實驗方案。
小華的方案，稱取10.0g市售的水滑石藥片研磨成粉末置于通風櫥中，充分灼燒至質量不再減少，再稱量剩余固體的質量為6.1g，減少的質量即為二氧化碳和水的總質量，則可求的水滑石藥片中水滑石的質量分數為           %。
小明的方案：
（1）小明設計了下圖所示的實驗裝置。取10.0g市售的水滑石藥片研磨成粉末，進行實驗。

【說明】堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉固體的混合物。B裝置中發生的化學方程式為         。
（2）操作步驟
①連接好裝置，檢查裝置的氣密性②打開彈簧夾C，在A處緩緩通入一段時間的空氣③稱量F的質量④關閉彈簧夾C，慢慢滴加稀鹽酸至過量，直至D中無氣泡冒出⑤打開彈簧夾C，再次緩緩通入一段時間空氣⑥再次稱量F的質量，得前后兩次質量差為0.44g。
（3）問題探究
B、E裝置的作用分別是        、        。若沒有G裝置，則測定的水滑石的質量分數會      （填“偏大”、“偏小”、“不變”）。實驗選用稀硫酸而不選用稀鹽酸的理由是      。
（4）數據計算
根據實驗數據，可求得水滑石藥片中水滑石的質量分數為        %。（寫出計算過程）
【方案評價】在上述實驗方案中，你認為合理的實驗方案是       （填小華或小明），另一個方案不合理的原因是       。

Answer 1

（12分）[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O   ^△ 6MgO+Al₂O₃+CO₂↑+12H₂O↑   90.3%
（1） CO₂+ 2NaOH="=" Na₂CO₃+H₂O
（3）除盡空氣中的CO₂，排除干擾；除盡CO₂中的水蒸氣，排除干擾； 防止空氣中的二氧化碳和水進入F裝置而影響測定；偏大；選用稀鹽酸會因反應放熱而使HCl氣體揮發，使進入F裝置的氣體中混有HCl氣體，而影響測定。
（4）設含[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O質量 X
[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O～CO_{2           ……………………}1分
　　602                   44
x                   0.44 g
602∶x =" 44" ∶0.44 g           _{……………………}1分
x =60.2%                 _{……………………}1分；
小明 ；灼燒后輔料中的淀粉也會產生二氧化碳和水，導致質量分數偏大

試題分析：根據題中所給出的反應物的組成分析，該物質分解的化學方程式是[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O   ^△ 6MgO+Al₂O₃+CO₂↑+12H₂O↑。
根據差量法計算，固體減少的質量是CO₂和12H₂O的質量。
[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O   ^△ 6MgO+Al₂O₃+CO₂↑+12H₂O↑    ?m
602                                                                 260
m                                                 10.0g-6.1g=3.9g
602*3.9g=260m
解得m=9.03g
故水滑石藥片中水滑石的質量分數為(9.03g/10.0g)*100%=90.3%。
（1）空氣中的CO₂會和NaOH溶液反應，方程式為CO₂+ 2NaOH="=" Na₂CO₃+H₂O。
（3）空氣中的CO₂會和NaOH溶液反應，故B裝置的作用是除盡空氣中的CO₂，排除干擾。濃硫酸能吸收水份，故E裝置的作用是除盡CO₂中的水蒸氣，排除干擾。G裝置是防止空氣中的CO₂進入，故沒有G裝置，則測定的水滑石的質量分數會偏大。稀鹽酸易揮發而稀硫酸不易揮發。
（4）設含[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O質量 X
[Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃]·4H₂O～CO_{2           ……………………}1分
　　602                   44
x                   0.44 g
602∶x =" 44" ∶0.44 g           _{……………………}1分
x =60.2%                 _{……………………}1分；
小明 ；灼燒后輔料中的淀粉也會產生二氧化碳和水，導致質量分數偏大
點評：綜合實驗既考查知識的識記、理解、遷移、運用，又考查分析、對比、歸納等思維能力，符合素質教育培養學生能力的要求，是中考方向，對這類題目要重點訓練，特別是對實驗的設計和評價，更是重中之重。