Question

某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究Na₂CO₃溶液與MgCl₂溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀的成分，小組成員做如下實(shí)驗(yàn)

	同學(xué)甲	同學(xué)乙
實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論	只有MgCO3	只有Mg（OH）2

（1）若按所得的結(jié)論分析，甲觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
（2）在探究沉淀物成分前，甲、乙都將沉淀物從溶液中分離出來(lái)，洗滌并干燥．同學(xué)丙認(rèn)為他們并未將沉淀洗滌干凈，請(qǐng)用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明丙的觀點(diǎn)．
（3）同學(xué)丁認(rèn)為甲結(jié)論不合理，理由是Ksp（MgCO₃）

 

Ksp[Mg（OH）₂]（選填“＜”或“＞”），所以沉淀物未必是MgCO₃．經(jīng)查閱資料得知：該白色沉淀的組成應(yīng)為Mg_x（OH）_y（CO₃）_z?nH₂O．為確定沉
淀物的具體組成，他設(shè)計(jì)RU圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（所有夾持裝置已省略）．

（4）請(qǐng)將丁設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
①檢查裝置氣密性；
②先裝入藥品，并稱(chēng)量相關(guān)裝置的質(zhì)量，后連接各裝置；
③

 

；
④停止加熱，持續(xù)通入空氣直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，再次稱(chēng)量步驟②中相關(guān)裝置的質(zhì)量．
（5）裝置E中堿石灰的作用是

 

．
三次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下：（部分?jǐn)?shù)據(jù)已換算為相應(yīng)的物質(zhì)的量）

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	沉淀樣品質(zhì)量	CO2的物質(zhì)質(zhì)量/mol	H2O的物質(zhì)的量/mol
1	3.64	0.03	0.04
2	7.28	0.06	0.08
3	10.92	0.09	0.16

（6）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第

 

組出現(xiàn)誤差較大的數(shù)據(jù)，應(yīng)舍去．由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得該白色沉淀物的組成為

 

（選填序號(hào)）．
a．Mg₂（OH）₂CO₃?3H₂O         b．Mg（OH）₂（CO₃）₂?3H₂O
c．Mg₄（OH）₂（CO₃）₃?3H₂O     d．Mg₅（OH）₄（CO₃）₃?2H₂O．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：碳酸鎂可以和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂水以及二氧化碳；氫氧化鎂屬于弱堿，可以和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水，
（1）根據(jù)碳酸鎂與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、水和CO₂，但是氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)沒(méi)有該現(xiàn)象；
（2）沉淀表面有吸附的氯離子，可以通過(guò)檢驗(yàn)氯離子來(lái)判斷沉淀是否洗滌干凈；
（3）氫氧化鎂的溶度積常數(shù)小于碳酸鎂的溶度積常數(shù)；
（4）空氣中水蒸氣和CO₂通過(guò)堿石灰時(shí)可以被吸收；
（5）D吸收的是反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳，不允許空氣中的水以及二氧化碳的干擾；
（6）由于水蒸氣和CO₂的物質(zhì)的量與樣品的質(zhì)量成比例，因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2中的數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)3中水蒸氣的物質(zhì)的量偏大（應(yīng)該是0.12mol），應(yīng)該舍去，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是3：4，據(jù)此回答．

解答： 解：碳酸鎂可以和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂水以及二氧化碳，氫氧化鎂屬于弱堿，pH略大于7，可以和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水，據(jù)現(xiàn)象可以鑒別二者，故答案為：
沉淀溶解，有氣泡產(chǎn)生；pH＞7，沉淀逐漸溶解；
（1）碳酸鎂與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、水和CO₂，因此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是沉淀溶解，有氣泡產(chǎn)生，故答案為：沉淀溶解，有氣泡產(chǎn)生．
（2）由于沉淀表面有吸附的氯離子，所以可以通過(guò)檢驗(yàn)氯離子來(lái)判斷沉淀是否洗滌干凈，即取最后一次洗滌液于另一試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀即證明沒(méi)有洗滌干凈，故答案為：取最后一次洗滌液于另一試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀．
（3）由于氫氧化鎂的溶度積常數(shù)小于碳酸鎂的溶度積常數(shù)，所以Ksp（MgCO₃）＞Ksp[Mg（OH）₂]，故答案為：＞；
（4）由于裝置中有殘留的空氣，而空氣中通過(guò)堿石灰時(shí)水蒸氣和CO₂被吸收，所以因此先通入一會(huì)兒空氣，再加熱，故答案為：先通入一會(huì)兒空氣，再加熱．
（5）由于空氣中還含有水蒸氣和CO₂會(huì)進(jìn)入裝置D干擾實(shí)驗(yàn)，所以E裝置中堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入裝置D，故答案為：防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入裝置D．
（6）由于水蒸氣和CO₂的物質(zhì)的量與樣品的質(zhì)量成比例，因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2中的數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)3中水蒸氣的物質(zhì)的量偏大（應(yīng)該是0.12mol），應(yīng)該舍去，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是3：4，則
a．Mg₂（OH）₂CO₃?3H₂O中CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是1：4，a不正確；
b．Mg（OH）₂（CO₃）₂?3H₂O中CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是1：2，b不正確；
c．Mg₄（OH）₂（CO₃）₃?3H₂O中CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是3：4，c正確；
d．Mg₅（OH）₄（CO₃）₃?2H₂O中CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是3：4，但3.64g該物質(zhì)得不到0.03molCO₂，d不正確，
答案選c．
故答案為：3；c．

點(diǎn)評(píng)：考查涉及實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、物質(zhì)檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等方面的知識(shí)，難度大，綜合性強(qiáng)．