Question

資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。某同學通過如下實驗探究反應原理并驗證產(chǎn)物。

實驗I：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的燒杯中，迅速反應，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深。

（1）該同學對反應中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測：

猜測1：白色不溶物可能為　　　　　    

猜測2：白色不溶物可能為MgCO₃

猜測3：白色不溶物可能為堿式碳酸鎂[yMg(OH)₂•xMgCO₃]

（2）為了確定產(chǎn)物，進行以下定性實驗：

實驗序號	實   驗	實驗現(xiàn)象	結   論
實驗Ⅱ	將實驗I中收集到的氣體點燃	安靜燃燒， 火焰呈淡藍色	氣體成分為 　   ①
實驗Ⅲ	將實驗I中的白色不溶物濾出、洗滌，取少量加入足量    ②	③	白色不溶物中含有MgCO3
實驗Ⅳ	取實驗Ⅲ中的濾液，向其中加入適 量　 ④　   稀溶液	產(chǎn)生白色沉淀，溶液紅色變淺	溶液中存在CO32- 離子

 

實驗Ⅲ中洗滌的操作方法是                                   。

（3）為進一步確定實驗I的白色不溶物的成分，進行以下定量實驗，裝置如圖所示：

稱取干燥、純凈的白色不溶物 4.52 g，充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進入裝置A和B中。實驗后裝置A增重0.36 g，裝置B增重1.76 g。

裝置C的作用是                                                    ；

白色不溶物的化學式為　　　　　　　　               。

（4）寫出鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應的化學方程式                                 。

 

Answer 1

【答案】

（1）猜測1： Mg(OH)₂（1分）

（2）（每空1分）①氫氣（或H₂）　               ②稀鹽酸（合理均可）　

③產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解　     ④CaCl₂或BaCl₂

用玻璃棒引流，向過濾器（或漏斗）中注入蒸餾水至浸沒沉淀，等水自然流盡后，重復2~3遍（2分)

（3）防止空氣中的水蒸氣和CO₂進入裝置B中，影響實驗結果（2分)

Mg(OH)₂•2MgCO₃　或　　Mg₃(OH)₂(CO₃)₂�。�2分)　　　　　

（4）3Mg+4NaHCO₃+2H₂O= Mg(OH)₂• 2MgCO₃↓+2Na₂CO₃+3H₂↑（2分)

【解析】

試題分析：

（1）依據(jù)猜測可知白色不溶物可能是Mg(OH)₂ 或MgCO₃或Mg(OH)₂ 、MgCO₃，故答案為：Mg(OH)₂ ；

（2）氣體安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰，說明該氣體具有可燃性，再根據(jù)質量守恒定律反應前后元素種類不變，該氣體可能是氫氣或一氧化碳，如果測定是一氧化碳時，燃燒后需要用到澄清石灰水，所以該氣體是氫氣；依據(jù)實驗Ⅲ的推斷分析，加入一種試劑產(chǎn)生氣泡可知碳酸鹽與酸反應產(chǎn)生二氧化碳，所以加入的是酸，有氣泡產(chǎn)生，說明含有碳酸鎂；加入鹽酸沉淀碳酸鎂全部溶解；依據(jù)實驗Ⅳ加入氯化鈣生成沉淀證明含有碳酸根離子。

（3）B中堿石灰質量的增加量就是生成的二氧化碳的質量，所以生成二氧化碳的質量為1.76g，設生成1.76g二氧化碳，需要碳酸鎂的質量為x則：

MgCO₃+2HCl═MgCl₂+H₂O+CO₂↑

84                   44

x                   1.76g

根據(jù)： =

解得x=3.36g，所以含有氫氧化鎂質量為：4.52g-3.36g=1.16g；

碳酸鎂和氫氧化鎂物質的量之比為： =  =0.2：0.1=2：1，白色不溶物的化學式為Mg(OH)₂(CO₃)₂或2MgCO₃•Mg(OH)₂，故答案為：Mg(OH)₂(CO₃)₂或2MgCO₃•Mg(OH)₂；

考點：鹽類水解的應用；探究化學反應機理