Question

17．小明在做實驗時，不小心將鎂條掉入到碳酸氫鈉溶液中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生大量的氣泡和白色不溶物．他非常好奇，進行了如下探究．
【提出問題】鎂條與碳酸氫鈉溶液反應，產(chǎn)生的氣體和白色不溶物分別是什么？
【查閱資料】
①MgHCO₃能溶于水；Mg（OH）₂、MgCO₃難溶于水．
②Mg（OH）₂、MgCO₃受熱易分解，分別生成兩種氧化物．
③堿石灰的主要成分為氧化鈣和氫氧化鈉．
【作出猜想】
小明認為白色不溶物的組成存在3種可能，分別為Mg（OH）₂；MgCO₃；Mg（OH）₂和MgCO₃．
【進行實驗】
（1）探究鎂條與碳酸氫鈉溶液反應產(chǎn)生什么氣體？

實驗操作	實驗現(xiàn)象
①點燃產(chǎn)生的氣體	氣體燃燒，產(chǎn)生藍色火焰
②火焰上罩內(nèi)壁涂有石灰水 的燒杯	無現(xiàn)象

通過上述實驗得到的結論是鎂條和碳酸氫鈉溶液反應產(chǎn)生的氣體為氫氣．
（2）探究鎂條與碳酸氫鈉反應后產(chǎn)生的白色不溶物中是否含有MgCO₃

實驗操作及現(xiàn)象	實驗結論
將反應后的濁液過濾，洗滌濾渣，向濾渣中加入稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，將產(chǎn)生的氣體通入到澄清的石灰水中，石灰水變渾濁	白色不溶物中一定含有MgCO3

（3）定量測定白色不溶物的組成在老師的幫助下，小明設計了如下裝置進行實驗．

①C中堿石灰的作用是防止空氣中的水和二氧化碳進入裝置B中．
②若白色不溶物為22.6g，實驗前后裝置A增重1.8g，裝置B增重8.8g，則該白色不溶物的組成及質量比為Mg （OH）₂ 與MgCO₃的質量比為29：84；或MgCO₃與Mg （OH）₂的質量比為84：29．

Answer 1

分析 【做出猜想】根據(jù)題干中提供的信息來分析；
【進行試驗】（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象以及質量守定律來分析；
（2）根據(jù)碳酸鹽的檢驗方法來分析；
（3）C中的堿石灰是與空氣直接接觸；根據(jù)B中堿石灰質量的增加量就是生成的二氧化碳的質量，根據(jù)二氧化碳的質量計算出碳酸鎂的質量，剩余的就是氫氧化鎂的質量．

解答 解：【作出猜想】由題干信息可知，Mg（OH）₂、MgCO₃難溶于水的白色固體，則可能是氫氧化鎂、碳酸鎂或氫氧化鎂和碳酸鎂的混合物；故填：Mg（OH）₂；MgCO₃；Mg（OH）₂和 MgCO₃
【進行實驗】
（1）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；故填：鎂條和碳酸氫鈉溶液反應產(chǎn)生的氣體為氫氣．
（2）碳酸鎂與稀鹽酸反應生成二氧化碳氣體，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；故填：將反應后的濁液過濾，洗滌濾渣，向濾渣中加入稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，將產(chǎn)生的氣體通入到澄清的石灰水中，石灰水變渾濁；
（3）①C中的堿石灰可以防止空氣中的水和二氧化碳進入裝置B中．故填：防止空氣中的水和二氧化碳進入裝置B中；
②Mg（OH）₂和MgCO₃，質量比為29：84
【實際應用定量分析】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8.8g，設生成8.8g二氧化碳，需要碳酸鎂的質量為X則：
MgCO₃+2HCl═MgCl₂+H₂O+CO₂↑
84                    44
X                     8.8g
根據(jù)：$\frac{84}{44}=\frac{X}{8.8g}$
X=16.8g，所以含有氫氧化鎂質量為：22.6g-16.8g=5.8g；
因此Mg （OH）₂ 與MgCO₃的質量比為5.8g：16.8g=29：84；或MgCO₃與Mg （OH）₂的質量比為84：29．
故答案為：Mg （OH）₂ 與MgCO₃的質量比為29：84；或MgCO₃與Mg （OH）₂的質量比為84：29．

點評 本題難度較大，考查全面，從定性和定量兩個方面測定物質的種類，關鍵在于知道碳酸根離子與酸反應能產(chǎn)生二氧化碳．