Question

(15分)資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。某同學通過如下實驗探究反應原理并驗證產(chǎn)物。

實驗I：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的燒杯中，迅速反應，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深。

（1）該同學對反應中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測：

猜測1：白色不溶物可能為　　　　　

猜測2：白色不溶物可能為MgCO3

猜測3：白色不溶物可能為堿式碳酸鎂[xMg(OH)2?yMgCO3]

（2）為了確定產(chǎn)物成份(包括產(chǎn)生的氣體、白色不溶物及溶液中溶質)，進行以下定性實驗。請?zhí)顚懕碇锌瞻祝?/p>

實驗序號	實 驗	實驗現(xiàn)象	結 論
實驗Ⅱ	將實驗I中收集到的氣體點燃	安靜燃燒，火焰呈淡藍色	氣體成分為　 ①
實驗Ⅲ	將實驗I中的白色不溶物濾出、洗滌，取少量加入足量 ②	③	白色不溶物中含有MgCO3
實驗Ⅳ	取實驗Ⅲ中的濾液，向其中加入適 量　 ④　 稀溶液	產(chǎn)生白色沉淀，溶液紅色變淺	溶液中存在CO32 －離子

（3）為進一步確定實驗I中白色不溶物的成分，進行以下定量實驗，裝置如圖所示：

稱取干燥、純凈的白色不溶物 4.52 g，充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進入裝置A和B中。實驗后裝置A增重0.36 g，裝置B增重1.76 g。

①裝置C的作用是 ；

②白色不溶物的化學式為　　　　　　　　 。

（4）根據(jù)以上（2）及（3）的定性定量實驗，寫出鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應的化學方程式

__________________________________________________________________________。

 

Answer 1

（1）猜測1： Mg(OH)2(2分)

（2）①氫氣(或H2)(1分)　

②稀鹽酸(合理均可)(2分)　

③產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解　(2分)

④CaCl2或BaCl2(2分)

（3）①防止空氣中的水蒸氣和CO2進入裝置B中，影響實驗結果(2分)

②Mg(OH)2?2MgCO3　或　　Mg3(OH)2(CO3)2　(2分)　　　　　

（4）3Mg＋4NaHCO3＋2H2O= Mg(OH)2? 2MgCO3↓＋2Na2CO3＋3H2↑(2分)

【解析】

試題分析：⑴根據(jù)猜測2、3的內容可確定猜測1為“白色不溶物可能為Mg(OH)2”；

⑵實驗Ⅱ：根據(jù)氣體的火焰呈淡藍色，可確定氣體的成分為氫氣；

實驗Ⅲ：結合Mg(OH)2、MgCO3的性質，可用稀鹽酸等與其反應，若產(chǎn)生氣泡，且沉淀全部溶解，說明白色不溶物中含有MgCO3；

實驗Ⅳ：要證明溶液中存在CO32 －離子，可向實驗Ⅲ的濾液中加入CaCl2或BaCl2，觀察是否產(chǎn)生白色沉淀來證明；

⑶①裝置末端用堿石灰吸收空氣中水蒸氣和CO2，防止其進入裝置B中，影響實驗結果；

②根據(jù)xMg(OH)2?yMgCO3的灼燒反應：xMg(OH)2?yMgCO3(x＋y)MgO＋xH2O＋yCO2

有n(H2O)=；n(CO2)=，則x：y=1：2，即得白色不溶物的化學式為Mg(OH)2?2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2。

⑷綜上可得該反應的反應物有Mg、NaHCO3，生成物有Mg(OH)2? 2MgCO3、Na2CO3、H2，最后根據(jù)觀察法將其配平。

考點：本題以“鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應”為素材考查實驗探究。