Question

2．某實(shí)驗(yàn)室小組偶然發(fā)現(xiàn)將鎂條插入飽和NaHCO₃溶液中，鎂條表面出現(xiàn)大量氣泡．為了探究產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因，該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究如下：
（1）用固體NaHCO₃配置飽和NaHCO₃溶液的操作過程在燒杯中加入足量碳酸氫鈉固體，加入適量蒸餾水，加熱使之溶解，冷卻后取上層清液即可．飽和NaHCO₃溶液pH=8.4，用離子方程式表示HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（鎂條已擦去氧化膜且表面積大致相同．表中不要留空格）：

序號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1	將鎂條投入5ml蒸餾水	微量氣泡
2	將鎂條投入5ml飽和NaHCO3溶液中		Mg與NaHCO3溶液劇烈反應(yīng)
3	將鎂條投入5ml pH=8.4NaOH溶液中	現(xiàn)象不明顯	Mg與NaOH溶液較難反應(yīng)

（3）對于反應(yīng)②中產(chǎn)生的氣體（不考慮水蒸氣），請你完成假設(shè)二和假設(shè)三：
假設(shè)一：只有CO₂；假設(shè)二：只有H₂；假設(shè)三：H₂和CO₂
為檢驗(yàn)其中是否含有CO₂，寫出實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)論．

實(shí)驗(yàn)步驟	想象和結(jié)論
大試管中加入擦去氧化膜的鎂條 加入碳酸氫鈉飽和溶液，用濕潤的紅色石蕊試紙?jiān)阱F形瓶口檢驗(yàn)	若試紙變紅，氣體中有CO2若試紙不變紅，氣體中無CO2

Answer 1

分析 （1）配制飽和溶液，只要溶液中有沒有溶解的固體NaHCO₃，溶液飽和；飽和NaHCO₃溶液pH=8.4，是因?yàn)镠CO₃^-的水解程度大于其電離程度；
（2）1．據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為微量氣泡判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)論為鎂和水反應(yīng)緩慢；
2．據(jù)Mg與NaHCO₃溶液劇烈反應(yīng)判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用反應(yīng)生成氣體；
3．Mg與NaOH溶液較難反應(yīng)用選取和碳酸氫鈉PH相同的氫氧化鈉溶液對比分析；
（3）Mg與NaHCO₃溶液反應(yīng)，可能生成二氧化碳和氫氣，據(jù)此分析．

解答 解：（1）配制飽和NaHCO₃溶液，在燒杯中加入足量的碳酸氫鈉固體，加入適量蒸餾水，加熱使之溶解，冷卻后取上層清液即可；飽和NaHCO₃溶液pH=8.4，是因?yàn)镠CO₃^-的水解大于其電離，其水解的離子方程式為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案為：在燒杯中加入足量的碳酸氫鈉固體，加入適量蒸餾水，加熱使之溶解，冷卻后取上層清液即可；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）1．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為微量氣泡，說明Mg與蒸餾水緩慢反應(yīng)，
2．Mg與NaHCO₃溶液劇烈反應(yīng)，可知鎂表面出現(xiàn)大量氣泡，
3．依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證Mg與NaOH溶液較難反應(yīng)，可以取用PH=8.4的氫氧化鈉溶液和PH=8.4的碳酸氫鈉對比實(shí)驗(yàn)判斷，鎂和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，
故答案為：

序號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1			Mg與蒸餾水緩慢反應(yīng)
2		鎂表面出現(xiàn)大量氣泡
3	8.4

（3）Mg與NaHCO₃溶液反應(yīng)，可能生成二氧化碳和氫氣，所以假設(shè)一：只有CO₂時，假設(shè)二：只有H₂；假設(shè)三：兩種氣體都有，檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w的存在，可以用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，故答案為：H₂；H₂和CO₂；

實(shí)驗(yàn)步驟	想象和結(jié)論
加入碳酸氫鈉飽和溶液，用濕潤的紅色石蕊試紙?jiān)阱F形瓶口檢驗(yàn)	若試紙變紅，氣體中有CO2若試紙不變紅，氣體中無CO2

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點(diǎn)評 本題考查了飽和溶液的配制、水解離子方程式書寫、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析判斷、氣體的檢驗(yàn)，注意實(shí)驗(yàn)對比判斷物質(zhì)性質(zhì)，題目難度中等．