Question

(13分)某研究性学习小组欲探究Na₂CO₃溶液与MgCl₂溶液反应产生白色沉淀的成分，小组成员做如下实验

（1）若按所得的结论分析，甲观察到的实验现象是___________________________。
（2）在探究沉淀物成分前，甲、乙都将沉淀物从溶液中分离出来，洗涤并干燥。同学丙认为他们并未将沉淀洗涤干净，请用简单的实验证明丙的观点。
（3）同学丁认为甲结论不合理，理由是Ksp(MgCO₃)___Ksp [Mg(OH)₂](选填“＜”或“＞”)，所以沉淀物未必是MgCO₃。经查阅资料得知：该白色沉淀的组成应为Mg_x(OH)_y(CO₃)_z·nH₂O。为确定沉
淀物的具体组成，他设计下图装置进行实验(所有夹持装置已省略)。

（4）请将丁设计的实验步骤补充完整：
①检查装置气密性；
②先装入药品，并称量相关装置的质量，后连接各装置；
③________________________________________________________；
④停止加热，持续通入空气直至实验结束，再次称量步骤②中相关装置的质量。
（5）装置E中碱石灰的作用是_________________________________________________。
三次实验所得数据如下：(部分数据已换算为相应的物质的量)
  
（6）分析实验数据可知，第_________组出现误差较大的数据，应舍去。由实验数据计算
得该白色沉淀物的组成为___________(选填序号)。
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

（1）沉淀溶解，有气泡产生（2分）
（2）取最后一次洗涤液于另一试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀。（2分，或取最后一次洗涤液，用焰色反应检验存在的钠离子。答案合理即可得分） （3）＞（2分）
（4）先通入一会儿空气，再加热（2分） （5）防止空气中的水蒸气和CO₂进入装置D（2分）
（6）3（1分） c（2分）

试题分析：（1）碳酸镁与稀盐酸反应生成氯化镁、水和CO₂，因此实验现象是沉淀溶解，有气泡产生。
（2）由于沉淀表面有吸附的氯离子，所以可以通过检验氯离子来判断沉淀是否洗涤干净，即取最后一次洗涤液于另一试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀即证明没有洗涤干净。
（3）由于氢氧化镁的溶度积常数小于碳酸镁的溶度积常数，所以Ksp(MgCO₃)＞Ksp [Mg(OH)₂]。
（4）由于装置中有残留的空气，而空气中通过碱石灰时水蒸气和CO₂被吸收，所以因此先通入一会儿空气，再加热。
（5）由于空气中还含有水蒸气和CO₂会进入装置D干扰实验，所以E装置中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和CO₂进入装置D。
（6）由于水蒸气和CO₂的物质的量与样品的质量成比例，因此根据实验1、2中的数据可知，实验3中水蒸气的物质的量偏大（应该是0.12mol），应该舍去。根据表中数据可知CO₂与水蒸气的物质的量之比是3:4，则a．Mg₂(OH)₂CO₃·3H₂O中CO₂与水蒸气的物质的量之比是1:4，a不正确； b．Mg(OH)₂(CO₃)₂·3H₂O中CO₂与水蒸气的物质的量之比是1:2，b不正确；c．Mg₄(OH)₂(CO₃)₃·3H₂O中CO₂与水蒸气的物质的量之比是3:4，c正确；d．Mg₅(OH)₄(CO₃)₃·2H₂O中CO₂与水蒸气的物质的量之比是3:4，但3.64g该物质得不到0.03molCO2，d不正确，答案选c。