Question

體操運動員在完成單杠、吊環(huán)項目時常用“鎂粉”搓手，以起到防滑效果．某種“鎂粉”中可能含有Mg、MgO、Mg（OH）₂、MgCO₃中的一種或兩種固體，實驗小組對其成分展開了探究．
已知：MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O
MgCO₃+2HCl=MgCl₂+H₂O+CO₂↑
（1）探究“鎂粉”中是否含有Mg和MgCO₃
①取少量樣品，如圖1所示進行實驗．觀察到a試管中有氣泡產(chǎn)生，b試管中產(chǎn)生的現(xiàn)象是

 

．則證明“鎂粉”中一定含有MgCO₃．
②為證明“鎂粉”中是否含有Mg，小明將燃著的木條放在圖中b試管口上方，木條熄滅．但同學們指出，該實驗不能達成實驗目的，需要將圖中的澄清石灰水替換成

 

．小明按照修改后的實驗方案重復上述實驗，觀察到b試管口無明顯現(xiàn)象，證明“鎂粉”中

 

．
（2）探究“鎂粉”中是否還含有MgO及Mg（OH）₂
【實驗過程】
Ⅰ．用MgO、Mg（OH）₂和MgCO₃三種固體分別做性質(zhì)實驗．分別取0.5 g三種固體粉末，每次取樣方法如圖2所示：
逐滴加入相同溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸直至粉末恰好消失．在如表中記錄消耗的同濃度稀鹽酸的體積（以下體積均在同一條件下測定，且保留到小數(shù)點后1位）

	MgO	Mg（OH）2	MgCO3
消耗稀鹽酸的體積/mL	10.4	7.2	5.0

Mg（OH）₂與鹽酸發(fā)生中和反應的化學方程式為

 

．
Ⅱ．取“鎂粉”樣品0.5g，加入上述稀鹽酸至粉末恰好溶解．此時消耗稀鹽酸的體積約為5.3mL．
【實驗分析及結(jié)論】
“鎂粉”不只含有MgCO₃．理由是

 

【實驗反思】
為確定“鎂粉”的具體成分，同學們認為還需要補充如下實驗：分別取0.5g“鎂粉”和0.5g

 

，加入足量稀鹽酸，測定生成的氣體體積分別為119mL和140mL．由此可知“鎂粉”中含有MgCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

 

，“鎂粉”中除MgCO₃外的另一種物質(zhì)為

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,中和反應及其應用,鹽的化學性質(zhì),根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：（1）探究“鎂粉”中是否含有Mg和MgCO₃
①由澄清石灰水是否變渾濁，考慮是否有二氧化碳生成．則可推測“鎂粉”中是否含有MgCO₃．
②考慮二氧化碳的滅火作用，故先除掉二氧化碳，再證明是否有氫氣生成，推測是否含有鎂．
（2）探究“鎂粉”中是否還含有MgO及Mg（OH）₂
【實驗過程】
Ⅰ．根據(jù)復分解反應的特點，進行書寫Mg（OH）₂與鹽酸發(fā)生中和反應的化學方程式．
【實驗分析及結(jié)論】
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)和“取“鎂粉”樣品0.5g，加入上述稀鹽酸至粉末恰好溶解．此時消耗稀鹽酸的體積約為5.3mL”，進行回答：“鎂粉”是否只含有MgCO₃； 
【實驗反思】
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，進行設(shè)計實驗，根據(jù)數(shù)據(jù)進行分析：“鎂粉”中除MgCO₃外的另一種物質(zhì)．

解答：解：
（1）探究“鎂粉”中是否含有Mg和MgCO₃
①根據(jù)題目中結(jié)論：“鎂粉”中一定含有MgCO₃和現(xiàn)象“a試管中有氣泡產(chǎn)生”，則可推測b試管中一定有二氧化碳與氫氧化鈣的反應發(fā)生，故澄清石灰水變渾濁；
②因為二氧化碳的滅火作用，故先除掉二氧化碳，則需要將圖中的澄清石灰水替換成氫氧化鈉濃溶液，再證明是否有氫氣生成，如果觀察到b試管口無明顯現(xiàn)象，則推測“鎂粉”中一定不含有鎂；
（2）探究“鎂粉”中是否還含有MgO及Mg（OH）₂
【實驗過程】
Ⅰ．根據(jù)復分解反應的書寫特點“內(nèi)項結(jié)合，外項結(jié)合”，則Mg（OH）₂與鹽酸發(fā)生中和反應的化學方程式為Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O．
【實驗分析及結(jié)論】
根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)和“取“鎂粉”樣品0.5g，加入上述稀鹽酸至粉末恰好溶解．此時消耗稀鹽酸的體積約為5.3mL”，則推測“鎂粉”不只含有MgCO₃．理由是0.5gMgCO₃消耗的鹽酸體積與0.5g“鎂粉”消耗的鹽酸體積不相等；
【實驗反思】
為確定“鎂粉”的具體成分，同學們認為還需要補充如下實驗：分別取0.5g“鎂粉”和0.5gMgCO₃，加入足量稀鹽酸，測定生成的氣體體積分別為119mL和140mL．
設(shè)MgCO₃的質(zhì)量為x，則

x

0.5g

=

119ml

140ml

，解得x=0.425g，則

0.425g

0.5g

×100%=85%，由此可知“鎂粉”中含有MgCO₃的質(zhì)量分數(shù)為85%；
“鎂粉”中另一種物質(zhì)的質(zhì)量為0.5g-0.425g=0.075g，消耗稀鹽酸的體積為5.3ml-4.25ml=1.05ml，則設(shè)0.5g該物質(zhì)消耗稀鹽酸的體積為x，則

0.075g

1.05ml

=

0.5g

y

，解得y=7ml，故“鎂粉”中除MgCO₃外的另一種物質(zhì)為Mg（OH）₂．
故答案為：
（1）①澄清石灰水變渾濁．②氫氧化鈉濃溶液． 不含Mg．
【實驗過程】Ⅰ． Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O．
【實驗分析及結(jié)論】0.5gMgCO₃消耗的鹽酸體積與0.5g“鎂粉”消耗的鹽酸體積不相等
【實驗反思】MgCO₃，85%，Mg（OH）₂．

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(zhì)的種類，關(guān)鍵在于知道碳酸根離子與酸反應能產(chǎn)生二氧化碳．