Question

5．資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應會產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物．某同學設計了如下實驗方案，探究分析反應的產(chǎn)物．
查閱資料知：①MgCO₃和Mg（OH）₂均為白色不溶物．
②酚酞遇碳酸氫鈉溶液呈淺紅色，酚酞遇碳酸鈉溶液呈紅色．
（1）提出假設：
實驗I：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入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，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅色變成了紅色．
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：白色不溶物可能是MgCO₃
猜測2：白色不溶物可能是Mg（OH）₂
猜測3：白色不溶物可能是MgCO₃和Mg（OH）₂．
（2）設計實驗確定產(chǎn)物并驗證猜測：

實驗序號	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
實驗Ⅱ	將實驗I中收集到的氣體點燃	能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰	氣體為H2
實驗Ⅲ	取實驗I中少量的白色不溶物，加入足量的稀鹽酸	產(chǎn)生大量氣泡	白色不溶物含有MgCO3
實驗Ⅳ	取實驗I中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液	產(chǎn)生白色沉淀	澄清液中含有的溶質(zhì)是碳酸鈉（Na2CO3）

（3）為進一步確定實驗I的反應產(chǎn)物，又設計了如下實驗方案（如圖）．
已知：MgCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+CO₂↑
Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O
堿石灰可以吸收二氧化碳和水蒸氣
①如圖所示的實驗裝置C中堿石灰的作用是阻止空氣中二氧化碳和水進入B中．
②稱取實驗Ⅰ中所得的干燥純凈的白色不溶物22.6g，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．實驗前后裝置A增重1.8g，裝置B增重8.8g，請分析數(shù)據(jù)并結(jié)合實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的結(jié)論，該白色不溶物除含碳酸鎂外還含有氫氧化鎂Mg（OH）₂，它們的質(zhì)量比為84：29．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)猜想可知，白色不溶物可能是氫氧化鎂，可能是碳酸鎂，也可能是碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物進行分析；
（2）根據(jù)碳酸鎂不溶于水，溶于酸，會與酸反應生成二氧化碳氣體，氯化鈣和碳酸鈉反應會生成白色的碳酸鈣沉淀進行分析；
（3）①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，取用B不能直接與空氣接觸，為了防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置B中，影響實驗結(jié)果，在B裝置的尾部連接一個吸收空氣中二氧化碳和水蒸氣的裝置進行分析；
②根據(jù)B中堿石灰增加的質(zhì)量就是生成的二氧化碳，然后計算出碳酸鎂的質(zhì)量，剩余的固體就是氫氧化鎂的質(zhì)量，然后結(jié)合前面的驗證書寫化學方程式．

解答 解：（1）依據(jù)猜想可知，白色不溶于可能是氫氧化鎂，可能是碳酸鎂，也可能是碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物，化學式為：MgCO₃和Mg（OH）₂的混合物；
（2）碳酸鎂不溶于水，溶于酸，會與酸反應生成二氧化碳氣體，氯化鈣和碳酸鈉反應會生成白色的碳酸鈣沉淀，所以

實驗序號	實驗操作	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
實驗Ⅱ	將實驗I中收集到的氣體點燃	能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰	氣體為H2
實驗Ⅲ	取實驗I中少量的白色不溶物，加入足量的 稀鹽酸	產(chǎn)生大量氣泡	白色不溶物含有MgCO3
實驗Ⅳ	取實驗I中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液	產(chǎn)生白色沉淀	澄清液中含有的溶質(zhì)是 碳酸鈉（Na2CO3）

（3）①B中堿石灰質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量，取用B不能直接與空氣接觸，為了防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入裝置B中，影響實驗結(jié)果，在B裝置的尾部連接一個吸收空氣中二氧化碳和水蒸氣的裝置，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被B中堿石灰吸收，造成實驗誤差；
②B中堿石灰增加的質(zhì)量就是生成的二氧化碳，所以生成的二氧化碳質(zhì)量就是8.8g，
設生成8.8g二氧化碳，需要碳酸鎂的質(zhì)量為x，
MgCO₃+2HCl=MgCl₂+H₂O+CO₂↑
84                    44
x                     8.8g
 $\frac{84}{x}=\frac{44}{8.8g}$
  x=16.8g
所以生成氫氧化鎂的質(zhì)量為：22.6g-16.8g=5.8g
它們的質(zhì)量比為：16.8g：5.8g=84：29．
答案：
（1）MgCO₃和Mg（OH）₂；
（2）稀鹽酸； 產(chǎn)生大量氣泡；碳酸鈉（Na₂CO₃）；
（3）①阻止空氣中二氧化碳和水進入B中；②氫氧化鎂Mg（OH）₂；84：29

點評 本題難度較大，考查全面，從定性和定量兩個方面確定物質(zhì)的種類，關鍵在于知道碳酸根離子與酸反應能產(chǎn)生二氧化碳，鎂和氫離子反應會生成氫氣等知識進行分析．