Question

9．某興趣小組根據(jù)鎂與沸水的反應(yīng)推測(cè)鎂也能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)．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．該興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證產(chǎn)物并探究反應(yīng)原理．
實(shí)驗(yàn)1：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放人盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中，迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅變紅．
（1）提出假設(shè)
該同學(xué)對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物作出如下假設(shè)：
假設(shè)1：可能為Mg（OH）₂．
假設(shè)2：可能為MgCO₃．
假設(shè)3：可能是堿式碳酸鎂[xMgCO₃•yMg（OH）₂]
（2）設(shè)計(jì)定性實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)物并驗(yàn)證猜測(cè)：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
實(shí)驗(yàn)Ⅱ	將實(shí)驗(yàn)I中收集到的氣體點(diǎn)燃	能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰①該氣體為氫氣
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	取實(shí)驗(yàn)I中的白色不溶物，洗滌，加入足量此空刪去②稀鹽酸	產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解；白色不溶物可能含有MgCO3
實(shí)驗(yàn)Ⅳ	取實(shí)驗(yàn)I中的澄清液，向其中加入少量CaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀；溶液中存在此空刪去③CO32-離子

（3）設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)I的產(chǎn)物：稱取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物6.20g，充分加熱灼燒至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入裝置A（盛足量濃硫酸）和B（盛足量堿石灰）中．實(shí)驗(yàn)前后裝置A增重0.36g，裝置B增重2.64g，則白色不溶物的化學(xué)式3MgCO₃•Mg（OH）₂或Mg₄（OH）₂（CO₃）₃．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)猜測(cè)可知白色不溶物可能是Mg（OH）₂ 或MgCO₃或Mg（OH）₂ ，MgCO₃；
（2）依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ的現(xiàn)象分析，鎂條和碳酸氫鈉溶液迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，可以說(shuō)明鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)能生成一種無(wú)色氣體和一種白色不溶物；氣體安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，說(shuō)明該氣體具有可燃性，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變分析出是氫氣；
依據(jù)實(shí)驗(yàn)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(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，所以加入的是酸，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明含有碳酸鎂；加入鹽酸沉淀碳酸鎂全部溶解；
依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅳ加入氯化鈣生成沉淀證明含有碳酸根離子；
（3）根據(jù)B中堿石灰質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算出碳酸鎂的質(zhì)量，剩余的就是氫氧化鎂的質(zhì)量．

解答 解：（1）依據(jù)猜測(cè)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）迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，可以說(shuō)明鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)能生成一種無(wú)色氣體和一種白色不溶物；氣體安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，說(shuō)明該氣體具有可燃性，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變，該氣體可能是氫氣或一氧化碳，如果測(cè)定是一氧化碳時(shí)，燃燒后需要用到澄清石灰水，所以該氣體是氫氣，；
依據(jù)實(shí)驗(yàn)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(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，所以加入的是酸，有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明含有碳酸鎂；加入鹽酸沉淀碳酸鎂全部溶解；
依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅳ加入氯化鈣生成沉淀證明含有碳酸根離子，
故答案為：能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，該氣體為氫氣；稀鹽酸；CO₃^2-；
（3）B中堿石灰質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量，所以生成二氧化碳的質(zhì)量為2.64g，設(shè)生成2.64g二氧化碳，需要碳酸鎂的質(zhì)量為X則：
MgCO₃+2HCl═MgCl₂+H₂O+CO₂↑
84                                       44
X                                     2.64g
解得X=5.04g，所以含有氫氧化鎂質(zhì)量為：6.20g-5.04g=1.16g；
碳酸鎂和氫氧化鎂物質(zhì)的量之比為：$\frac{5.04g}{84g/mol}$：$\frac{1.16g}{58g/mol}$=0.06：0.02=3：1，白色不溶物的化學(xué)式為3MgCO₃•Mg（OH）₂或Mg₄（OH）₂（CO₃）₃
故答案為：3MgCO₃•Mg（OH）₂或Mg₄（OH）₂（CO₃）₃．

點(diǎn)評(píng) 本題難度中等，考查全面，從定性和定量?jī)蓚�(gè)方面測(cè)定物質(zhì)的種類，關(guān)鍵在于知道碳酸根離子與酸反應(yīng)能產(chǎn)生二氧化碳，鎂和氫離子反應(yīng)生成氫氣，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵．