Question

【題目】資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。某同學(xué)通過(guò)如下實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)原理并驗(yàn)證產(chǎn)物。
實(shí)驗(yàn)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(yīng)，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(xué)對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測(cè)：
猜測(cè)1：白色不溶物可能為。
猜測(cè)2：白色不溶物可能為MgCO3
猜測(cè)3：白色不溶物可能為堿式碳酸鎂[xMg(OH)2yMgCO3]
（2）為了確定產(chǎn)物成份（包括產(chǎn)生的氣體、白色不溶物及溶液中溶質(zhì)），進(jìn)行以下定性實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表中空白：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí) 驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié) 論
實(shí)驗(yàn)Ⅱ	將實(shí)驗(yàn)I中收集到的氣體點(diǎn)燃	安靜燃燒，火焰呈淡藍(lán)色	氣體成分為①
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	將實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)Ⅳ	取實(shí)驗(yàn)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

（3）為進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)I中白色不溶物的成分，進(jìn)行以下定量實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示：

稱(chēng)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(jìn)入裝置A和B中。實(shí)驗(yàn)后裝置A增重0.36 g，裝置B增重1.76 g。
①裝置C的作用是；
②白色不溶物的化學(xué)式為。
（4）根據(jù)以上（2）及（3）的定性定量實(shí)驗(yàn)，寫(xiě)出鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。

Answer 1

【答案】
（1）

猜測(cè)1：Mg(OH)2

（2）氫氣（或H2）；稀鹽酸（合理均可）；產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解；CaCl2或BaCl2
（3）防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入裝置B中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；Mg(OH)2?2MgCO3 或 Mg3(OH)2(CO3)2
（4）3Mg+4NaHCO3+2H2O= Mg(OH)2? 2MgCO3↓+2Na2CO3+3H2↑
【解析】（1）根據(jù)猜測(cè)2和猜測(cè)3可判斷猜測(cè)1應(yīng)該是生成的白色沉淀是Mg(OH)2。（2）①火焰呈淡藍(lán)色說(shuō)明產(chǎn)生的氣體是氫氣（或H2）；
②碳酸鎂能與酸反應(yīng)生成CO2氣體，所以實(shí)驗(yàn)Ⅲ中所加試劑應(yīng)該是稀鹽酸；
③產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解，說(shuō)明含有碳酸鎂。
④碳酸根在溶液中水解溶液顯堿性，能使酚酞試液顯紅色。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有白色沉淀產(chǎn)生，且紅色變淺可知所需要的試劑是CaCl2或BaCl2。（3）①由于空氣中含有水蒸氣和CO2 ， 進(jìn)入裝置后會(huì)干擾CO2的吸收，所以①裝置C的作用是防止空氣中的水蒸氣和CO2進(jìn)入裝置B中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
②實(shí)驗(yàn)后裝置A增重0.36 g，裝置B增重1.76 g ，這說(shuō)明生成的水是0.36g，CO2是1.76g，物質(zhì)的量分別是0.02mol和0.04mol，即氫原子和碳原子的個(gè)數(shù)之比是1：1，因此氫氧化鎂和碳酸鎂的個(gè)數(shù)之比是1：2，則化學(xué)式可表示為Mg(OH)22MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2。（4）根據(jù)以上分析可知鎂與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成Mg(OH)22MgCO3、氫氣、碳酸鈉，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Mg+4NaHCO3+2H2O= Mg(OH)2 2MgCO3↓+2Na2CO3+3H2↑。