Question

【題目】鎂條在空氣中久置表面會變黑。某小組同學(xué)設(shè)計并進行實驗，探究鎂條變黑的條件。

【查閱資料】常溫下，亞硫酸鈉（Na2SO3）可與O2發(fā)生化合反應(yīng)。

【猜想與假設(shè)】常溫下，鎂條變黑可能與O2、CO2、水蒸氣有關(guān)。

【進行實驗】通過控制與鎂條接觸的物質(zhì)，利用右圖裝置（鎂條長度為3cm，試管容積為20mL），分別進行下列5個實驗，并持續(xù)觀察20天。

編號	主要實驗操作	實驗現(xiàn)象
1	先充滿用NaOH濃溶液洗滌過的空氣 再加入2mL濃硫酸	鎂條始終無明顯變化
2	加入2mL NaOH濃溶液	鎂條始終無明顯變化
3	先加入2mL濃硫酸 再通入約4mL CO2	鎂條始終無明顯變化
4	先加入4mL飽和Na2SO3溶液 再充滿CO2	鎂條始終無明顯變化
5	先加入2mL蒸餾水 再通入約4mL CO2	鎂條第3天開始變黑 至第20天全部變黑

【解釋與結(jié)論】

（1）實驗1和2中，NaOH濃溶液的作用是____________（用化學(xué)方程式表示）。

（2）實驗1的目的是____________。

（3）實驗3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO2、__________。

（4）得出“鎂條變黑一定與CO2有關(guān)”結(jié)論，依據(jù)的兩個實驗是___________（填編號）。

（5）由上述實驗可推知，鎂條變黑的條件是___________。

【反思與評價】

（6）在猜想與假設(shè)時，同學(xué)們認為鎂條變黑與N2無關(guān)，其理由是__________。

（7）欲進一步證明鎂條表面的黑色物質(zhì)中含有碳酸鹽，所需要的試劑是__________。

【定量分析】小陸同學(xué)取了實驗室存放較久的1克鎂條和20克稀硫酸（足量）放入一支質(zhì)量為30克的試管中，看到產(chǎn)生較多氣泡，等沒有氣泡后精確稱量，得到試管和內(nèi)容物總質(zhì)量為50.92克，小陸同學(xué)認為此反應(yīng)產(chǎn)生的全部為氫氣。試幫小陸同學(xué)計算這1 克鎂條中還含有多少鎂？

__________

同學(xué)們經(jīng)過討論一致認為在操作和稱量準確的情況下，實際含有的鎂要小于計算結(jié)果。請你分析可以有原因_____________________________________

Answer 1

【答案】 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O 驗證氧氣與鎂條變黑的關(guān)系 氧氣，氮氣 2，5 鎂與氧氣，水，二氧化碳接觸 氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑 稀鹽酸和石灰水 0.96克 氫氣中混有二氧化碳，水蒸汽等

【解析】（1）實驗1和2中，NaOH濃溶液的作用是2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O。（2）實驗1的目的是驗證只有氧氣，沒有二氧化碳和水時鎂條是否會變黑。（3）實驗3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO2、氧氣，氮氣 。（4）得出“鎂條變黑一定與CO2有關(guān)”結(jié)論，依據(jù)的兩個實驗是2，5，兩者比較其它條件相同，只有二氧化碳的情況不同，且有二氧化碳的變黑，沒有二氧化碳的不變黑，故證明鎂條與二氧化碳有關(guān)。（5）由上述實驗可推知，鎂條變黑的條件是鎂與氧氣，水，二氧化碳接觸。(6). 氮氣化學(xué)性質(zhì)不活潑，通常不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以在猜想與假設(shè)時，可認為鎂條變黑與N2無關(guān) (7). 驗證碳酸鹽的方法是：將樣品中加入適量稀鹽酸，如果生成氣體，將氣體通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，證明樣品中有碳酸鹽。 (8). 由質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變，所以生成氫氣的質(zhì)量為：1克+20+30克-50.92克=0.08g，設(shè)1 克鎂條中還含有鎂的質(zhì)量為x，

Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2↑

24 2

x 0.08g

24/x=2/0.08g x=0.96克

(9). 鎂條表面的黑色物質(zhì)中含有碳酸鹽,加入酸時會生成二氧化碳，所以氫氣中混有二氧化碳，水蒸汽等，實際生成氫氣的質(zhì)量小于0.08g，鎂的質(zhì)量小于0.96g。