已知达喜是常用的中和胃酸的药物，其化学成分是铝和镁的碱式盐．（1）取该碱式盐3.01g，加入2.0mol/L盐酸使其溶解，当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2，加入盐酸至45.0mL时正好反应完全，计算

Question

已知达喜是常用的中和胃酸的药物，其化学成分是铝和镁的碱式盐．
（1）取该碱式盐3.01g，加入2.0mol/L盐酸使其溶解，当加入盐酸42.5mL时开始产生CO₂，加入盐酸至45.0mL时正好反应完全，计算该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比．
（2）在上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量氢氧化钠，过滤，沉淀物进行干燥后重1.74g，若该碱式盐中氢元素的质量分数为0.040，试推测该碱式盐的化学式．

Answer 1

（1）产生二氧化碳，发生反应：HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，当加到HCl的物质的量为2.0 mol/L×42.5 mL×10^-3L•mL^-1=0.085 mol时开始产生CO₂；而当加到2.0 mol/L×45.0 mL×10^-3 L•mL^-1=0.090 mol时正好反应完全．所以n（CO₃^2-）=n（HCO₃^-）=0.090 mol-0.085 mol=0.005 mol．
又由于达喜为铝和镁的碱式盐，从开始到加入42.5mL盐酸，发生反应：OH^-+H⁺=H₂O，CO₃^2-+H⁺=HCO₃^-，所以n（OH^-）=0.085 mol-0.005 mol=0.08 mol．
所以(n(OH−))/(n(CO2−3))=(0.08mol)/(0.005mol)=(16)/(1)，
答：该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比为16：1．
（2）由已知得1.74 g沉淀为Mg（OH）₂，根据Mg元素守恒得碱式盐中含n（Mg²⁺）=n[Mg（OH）₂]=(1.74g)/(58g/mol)=0.03mol，
（1）中加入盐酸完全反应时，溶液中溶质为MgCl₂、AlCl₃，利用Cl元素守恒得：n（HCl）=2n（MgCl₂）+3n（AlCl₃），根据Al元素守恒n（Al³⁺）=n（AlCl₃），所以n（Al³⁺）=(2.0mol/L×45mL×10−3L•mL−1−0.03mol×2)/(3)=0.01 mol，
又由（1）得n（OH^-）=0.08 mol、n（CO₃^2-）=0.005 mol．因为0.03 mol×24 g/mol+0.01 mol×27 g/mol+0.08 mol×17 g/mol+0.005 mol×60 g/mol=2.65g＜3.01 g．所以含有n（H₂O）=(3.01g−2.65g)/(18g/mol)=0.02 mol，故n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）：n（OH^-）：n（CO₃^2-）：n（H₂O）=0.01 mol：0.03 mol：0.08 mol：0.005mol：0.02 mol=2：6：16：1：4，所以该碱式盐的化学式为Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．
答：该碱式盐的化学式为Al₂Mg₆（OH）₁₆CO₃•4H₂O．