搜搜做题作业网（2014•杨浦区一模）铝及其化合物在生产生活中应用广泛．
来源：学生作业帮 编辑：搜搜做题作业网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/04/29 07:49:09
（2014•杨浦区一模）铝及其化合物在生产生活中应用广泛．
（1）Al4C3用于冶金及催化剂．与盐酸反应（产物之一是含氢量最高的烃）的化学方程式是：______；14.4g Al4C3与盐酸反应产生的气体是______L（标准状况）．
（2）AlN用于电子仪器．AlN中常混有少量碳，将一定量含杂质碳的AlN样品置于密闭反应器中，通入4.032L（标准状况下的）O2，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g/L（已折算成标准状况，AlN不跟O2反应），则所得气体的摩尔质量为______g/mol，该气体的成分是______（写化学式），该样品中含杂质碳______g．
（3）氯李子插层镁铝水滑石是一种新型的离子交换材料．制备这种水滑石的过程是：MgCl2、AlCl3、NaOH、NaCl溶液，按一定比例混合，在65℃充分反应后，经过滤、洗涤、干燥得到该水滑石．为确定该水滑石的成分，进行下列操作：①取26.65g样品，在高温下使其充分分解，得到金属氧化物和气体，气体一次通过足量的浓硫酸和浓氢氧化钠溶液，这两种液体分别增重9.9g和3.65g；将金属氧化物在无色火焰上灼烧，火焰仍无色．②另取26.65g样品，加入足量的稀硝酸，使其完全溶解，再加入NaOH溶液至过量，最终得到11.6g白色沉淀．通过计算确定氯离子插层镁铝水滑石的化学式．
（4）氯离子插层镁铝水滑石在空气中放置，缓慢与CO2反应，部分氯离子会被碳酸根离子代替．26.65g样品在空气中放置一段时间后质量变为25.925g，则碳酸根离子代替部分氯离子的水滑石的化学式是______，此过程的化学方程式______．
（1）Al4C3用于冶金及催化剂．与盐酸反应（产物之一是含氢量最高的烃）的化学方程式是：______；14.4g Al4C3与盐酸反应产生的气体是______L（标准状况）．
（2）AlN用于电子仪器．AlN中常混有少量碳，将一定量含杂质碳的AlN样品置于密闭反应器中，通入4.032L（标准状况下的）O2，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g/L（已折算成标准状况，AlN不跟O2反应），则所得气体的摩尔质量为______g/mol，该气体的成分是______（写化学式），该样品中含杂质碳______g．
（3）氯李子插层镁铝水滑石是一种新型的离子交换材料．制备这种水滑石的过程是：MgCl2、AlCl3、NaOH、NaCl溶液，按一定比例混合，在65℃充分反应后，经过滤、洗涤、干燥得到该水滑石．为确定该水滑石的成分，进行下列操作：①取26.65g样品，在高温下使其充分分解，得到金属氧化物和气体，气体一次通过足量的浓硫酸和浓氢氧化钠溶液，这两种液体分别增重9.9g和3.65g；将金属氧化物在无色火焰上灼烧，火焰仍无色．②另取26.65g样品，加入足量的稀硝酸，使其完全溶解，再加入NaOH溶液至过量，最终得到11.6g白色沉淀．通过计算确定氯离子插层镁铝水滑石的化学式．
（4）氯离子插层镁铝水滑石在空气中放置，缓慢与CO2反应，部分氯离子会被碳酸根离子代替．26.65g样品在空气中放置一段时间后质量变为25.925g，则碳酸根离子代替部分氯离子的水滑石的化学式是______，此过程的化学方程式______．
（1）Al4C3与盐酸反应的化学方程式：Al4C3+12HCl═4AlCl3+3CH4↑，n（Al4C3）=
14.4g
144g/mol=0.1mol，由方程式可知生成0.3molCH4，
则V（CH4）=0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案为：Al4C3+12HCl═4AlCl3+3CH4↑；6.72；
（2）在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g/L则M=1.34g/L×22.4L/mol=30g/mol，
所以生成气体必定是CO2和CO混合气体．设混合气体中含有CO2xmol，CO ymol，根据氧原子守恒有2x+y=
4.034L
22.4L/mol×2=0.36…①，
根据平均相对分子质量有44x+28y=30（x+y）…②，
联立方程解得：x=0.04，y=0.28．所以样品中C的质量为：（0.04+0.28）×12=3.84g，
故答案为：30；CO2和CO；3.84；
（3）气体一次通过足量的浓硫酸和浓氢氧化钠溶液，这两种液体分别增重9.9g和3.65g，则m（H2O）=9.9g，m（HCl）=3.65g，
则n（H2O）=0.55mol，n（HCl）=0.1mol，
设氯离子插层镁铝水滑石的化学式为MgxAlyHzOwClp，
另取26.65g样品，加入足量的稀硝酸，使其完全溶解，再加入NaOH溶液至过量，最终得到11.6g白色沉淀，该沉淀为Mg（OH）2，
则m（MgO）=
11.6g
58g/mol×40g/mol=8g，n（MgO）=
8g
40g/mol=0.2mol，
根据质量守恒定律可知m（Al2O3）=（26.65-9.9-3.65-8）g=5.1g，
n（Al2O3）=
5.1g
102g/mol=0.05mol，
则n（Mg）=0.2mol，n（Al）=0.1mol，n（H）=0.55mol×2+0.1mol=1.2mol，n（O）=0.55mol+0.2mol+0.05mol×3=0.9mol，n（Cl）=0.1mol，
则x：y：z：w：p=2：1：12：9：1，
所以氯离子插层镁铝水滑石的化学式为Mg2AlH12O9Cl，可写为Mg2Al（OH）6Cl•3H2O，
答：氯离子插层镁铝水滑石的化学式为Mg2Al（OH）6Cl•3H2O；
（4）设1mol该化合物吸收amolCO2，则消耗amol水，替换2amol氯离子，即该化合物的化学式：Mg2Al（OH）6（CO3）1-2aCl•（3-a）H2O，
这个固体也是0.1mol，则M=25.925g/mol，
解得a=0.25，
即所得化合物的化学式为Mg2Al（OH）6（CO3）0.5Cl•2.75H2O，
化学方程式为：4Mg2Al（OH）6Cl•3H2O+CO2=4Mg2Al（OH）6（CO3）0.5Cl•2.75H2O+2HCl，
故答案为：Mg2Al（OH）6（CO3）0.5Cl•2.75H2O；4Mg2Al（OH）6Cl•3H2O+CO2=4Mg2Al（OH）6（CO3）0.5Cl•2.75H2O+2HCl．
14.4g
144g/mol=0.1mol，由方程式可知生成0.3molCH4，
则V（CH4）=0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案为：Al4C3+12HCl═4AlCl3+3CH4↑；6.72；
（2）在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g/L则M=1.34g/L×22.4L/mol=30g/mol，
所以生成气体必定是CO2和CO混合气体．设混合气体中含有CO2xmol，CO ymol，根据氧原子守恒有2x+y=
4.034L
22.4L/mol×2=0.36…①，
根据平均相对分子质量有44x+28y=30（x+y）…②，
联立方程解得：x=0.04，y=0.28．所以样品中C的质量为：（0.04+0.28）×12=3.84g，
故答案为：30；CO2和CO；3.84；
（3）气体一次通过足量的浓硫酸和浓氢氧化钠溶液，这两种液体分别增重9.9g和3.65g，则m（H2O）=9.9g，m（HCl）=3.65g，
则n（H2O）=0.55mol，n（HCl）=0.1mol，
设氯离子插层镁铝水滑石的化学式为MgxAlyHzOwClp，
另取26.65g样品，加入足量的稀硝酸，使其完全溶解，再加入NaOH溶液至过量，最终得到11.6g白色沉淀，该沉淀为Mg（OH）2，
则m（MgO）=
11.6g
58g/mol×40g/mol=8g，n（MgO）=
8g
40g/mol=0.2mol，
根据质量守恒定律可知m（Al2O3）=（26.65-9.9-3.65-8）g=5.1g，
n（Al2O3）=
5.1g
102g/mol=0.05mol，
则n（Mg）=0.2mol，n（Al）=0.1mol，n（H）=0.55mol×2+0.1mol=1.2mol，n（O）=0.55mol+0.2mol+0.05mol×3=0.9mol，n（Cl）=0.1mol，
则x：y：z：w：p=2：1：12：9：1，
所以氯离子插层镁铝水滑石的化学式为Mg2AlH12O9Cl，可写为Mg2Al（OH）6Cl•3H2O，
答：氯离子插层镁铝水滑石的化学式为Mg2Al（OH）6Cl•3H2O；
（4）设1mol该化合物吸收amolCO2，则消耗amol水，替换2amol氯离子，即该化合物的化学式：Mg2Al（OH）6（CO3）1-2aCl•（3-a）H2O，
这个固体也是0.1mol，则M=25.925g/mol，
解得a=0.25，
即所得化合物的化学式为Mg2Al（OH）6（CO3）0.5Cl•2.75H2O，
化学方程式为：4Mg2Al（OH）6Cl•3H2O+CO2=4Mg2Al（OH）6（CO3）0.5Cl•2.75H2O+2HCl，
故答案为：Mg2Al（OH）6（CO3）0.5Cl•2.75H2O；4Mg2Al（OH）6Cl•3H2O+CO2=4Mg2Al（OH）6（CO3）0.5Cl•2.75H2O+2HCl．
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