题目内容
18．镁是银白色金属，但实验室的镁条表面常出现一种灰黑色物质．Ⅰ．某研究性学习小组为了探究镁条表面灰黑色物质的组成，进行了如下定性实验：
①用砂纸小心的打磨镁条，获得其表面物质的粉末状样品；
②取样品少许，进行水溶性试验，发现该粉末不溶于水；
③另取样品少许，加热后有水蒸气生成；
④再取样品少许，加入稀硫酸，产生气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊．
（1）甲同学根据已有知识初步预测：镁条表面的灰黑色物质是碳酸氢镁．上述实验②（填序号）可以推翻甲同学的预测．
（2）乙同学预测镁条表面的灰黑色物质是碱式碳酸镁，并经过查阅资料获得如下信息：
碱式碳酸镁Mgx（OH）y（CO3）z（x、y、z为正整数）难溶于水，可溶于稀硫酸，受热分解生成氧化镁、二氧化碳和水．
请写出碱式碳酸镁Mgx（OH）y（CO3）z溶于稀硫酸的离子方程式（用字母x、y、z配平）：Mgx（OH）y（CO3）z+2x H+=x Mg2++z CO2↑+（y+z）H2O．
Ⅱ．为确定该灰黑色物质的组成，小组成员设计了如图所示的实验装置（夹持仪器未画出）进行定量探究，他们在连接好仪器、检验气密性良好后，装入相应的足量药品．
（1）A处U形管中所盛放的药品的作用是除去进入装置的空气中所含有的水蒸气和二氧化碳．
（2）丁同学提出，在称量相应装置的初始质量前，需要先打开活塞K1鼓入一会儿空气．鼓入一会儿空气的目的是消除装置中原有有水蒸气和二氧化碳对实验的影响．
（3）实验开始加热前，需要分别称量B处玻璃管中装入的样品质量和装置CD的初始质量（填序号）
（4）装置B中的反应完全后，需要打开活塞K1，再鼓入一会儿空气，然后再分别称量相应装置的最终质量．
（5）丙同学提出需要在E处进行改进，请你描述出丙同学的正确改进方案：增加一个装有碱石灰（或氧化钙）的干燥管．
（6）经过改进后测得，装置C和D在实验前后的增重分别为1.8g和4.4g．已知样品中的杂质在实验中不会分解，计算确定该样品中碱式碳酸镁Mgx（OH）y（CO3）z的组成为x：y：z=2：2：1（填最简整数比）．
分析 Ⅰ．（1）碳酸氢镁溶于水；
（2）碱式碳酸镁Mgx（OH）y（CO3）z溶于稀硫酸生成硫酸镁、二氧化碳和水，结合原子守恒配平书写；
Ⅱ．（1）利用碱石灰除去空气则水蒸气和二氧化碳；
（2）在称量相应装置的初始质量前，需要先打开活塞K1鼓入一会儿空气，利用除去水蒸气和二氧化碳的空气把装置内空气排净，避免干扰测定结果；
（3）实验测定分解产物则生成二氧化碳和水的质量，需要分别称量相应装置反应前和最终反应后的质量；
（4）装置B中的反应完全后，用除去水中和二氧化碳的空气把生成的水中和二氧化碳赶入后面装置完全吸收，测定结果更准确；
（5）避免空气中水蒸气和二氧化碳进入装置D需要在E处再连接一个盛碱石灰的干燥管；
（6）经过改进后测得，装置C和D在实验前后的增重分别为1.8g和4.4g．分别为水和二氧化碳的质量，计算各物质的物质的量，利用元素守恒计算碱式碳酸镁中y、z，结合元素化合价代数和为0计算x．
解答 解：Ⅰ．（1）取样品少许，进行水溶性试验，发现该粉末不溶于水，镁条表面的灰黑色物质若是碳酸氢镁，会溶于水，所以②可以推翻甲同学的预测，
故答案为：②；
（2）碱式碳酸镁Mgx（OH）y（CO3）z溶于稀硫酸生成硫酸镁、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：Mgx（OH）y（CO3）z+2x H+=x Mg2++z CO2↑+（y+z）H2O，
故答案为：Mgx（OH）y（CO3）z+2x H+=x Mg2++z CO2↑+（y+z）H2O；
Ⅱ．（1）A处U形管中所盛放的药品是碱石灰，作用是除去进入装置的空气中所含有的水蒸气和二氧化碳，
故答案为：除去进入装置的空气中所含有的水蒸气和二氧化碳；
（2）丁同学提出，在称量相应装置的初始质量前，需要先打开活塞K1鼓入一会儿空气．鼓入一会儿空气的目的是消除装置中原有有水蒸气和二氧化碳对实验的影响，
故答案为：消除装置中原有有水蒸气和二氧化碳对实验的影响；
（3）实验开始加热前，需要分别称量B处玻璃管中装入的样品质量和装置CD质量，利用反应前后质量变化计算生成水和二氧化碳的质量，
故答案为：C、D；
（4）装置B中的反应完全后，用除去水中和二氧化碳的空气把生成的水中和二氧化碳赶入后面装置完全吸收，操作为：打开活塞K1，再鼓入一会儿空气，
故答案为：打开活塞K1，再鼓入一会儿空气；
（5）为避免空气中水蒸气和二氧化碳进入装置D需要在E处再连接一个盛碱石灰的干燥管
故答案为：增加一个装有碱石灰（或氧化钙）的干燥管；
（6）装置C和D在实验前后的增重分别为1.8g和4.4g．生成水物质的量=$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，生成二氧化碳物质的量=$\frac{4.4g}{44g/mol}$=0.1mol，元素守恒得到y=0.2mol，z=0.1mol，结合元素化合价代数和为0计算x=2，计算确定该样品中碱式碳酸镁Mgx（OH）y（CO3）z的组成为x：y：z=2：2：1，故答案为：2：2：1；
点评 本题考查学生对实验原理理解、方案设计的评价、实验装置的理解、物质组成的测定等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础与综合运用分析解决问题的能力．
（1）MgCO3溶于稀硫酸的离子方程式是MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O．
（2）加入H2O2溶液的目的是H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O（用离子方程式表示）．
（3）已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
| 阳离子 | Mg2+ | Fe2+ | Fe3+ |
| 开始沉淀 | 9.1 | 7.6 | 1.9 |
| 完全沉淀 | 11.1 | 9.7 | 3.2 |
（4）“过滤”所得滤液中存在大量的阳离子有Mg2+、NH4+．
（5）“结晶”步骤中需蒸发浓缩滤液，使用的仪器有铁架台、酒精灯和蒸发皿、玻璃棒．
完成下列填空：
（1）稀释白醋时需要的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶．
（2）应选用酚酞作为指示剂．达到滴定终点时，指示剂从无色变为浅红色．
（3）某同学一共进行了三次实验．以下是他设计的实验数据记录表，表格中A是滴定前读数，B是滴定后读数．
| 实验次数 | 稀释后白醋 体积（mL） | 标准NaOH溶液 | ||
| A | B | 消耗体积（mL） | ||
| 1 | 20.00 | 22.05 | ||
| 2 | 20.00 | 21.34 | ||
| 3 | 20.00 | 21.30 | ||
若测得稀释后白醋的浓度0.0594mol/L，则该食醋符合（选填“符合”、“不符合”）国家标准．
标准NaOH溶液通过以下步骤准备：①配制500mL浓度约为0.1mol/L的NaOH溶液；
②用KHC8H4O4标准溶液准确测定该NaOH溶液的浓度．
（4）称量所需的NaOH固体置于大烧杯中，加入500mL蒸馏水，搅拌溶解，该配制步骤可行可行
（填“可行”或“不可行”）．
（5）NaOH标准溶液的浓度需通过测定而不能直接配制的原因是NaOH固体在称量时容易吸收空气中的水和CO2，使配制所得的溶液浓度低于预期浓度，导致实验误差．
| A． |  图表示0.1molMgCl2•6H2O在空气中充分加热时固体质量随时间的变化 | |
| B． |  图表示用0.1000 mol•LˉlNaOH溶液滴定25.00 mLCH3COOH的滴定曲线，则c（CH3COOH）=0.0800 mol•Lˉ1 | |
| C． |  图表示恒温恒容条件下，2NO2（g）?N2O4（g）中，各物质的浓度与其消耗速率之间的关系，其中交点A对应的状态为化学平衡状态 | |
| D． |  图表示常温下，稀释HA、HB两种酸的稀溶液时，溶液pH随加水量的变化，则常温下，NaA溶液的pH小于同浓度的NaB溶液的pH |
| 选项 | 现象或事实 | 解释 |
| A | 碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好 | 锌在碱性介质中被氧化成更高价态 |
| B | 施肥时，草木灰（有效成分为K2CO3）不能与铵盐氮肥混合使用 | 它们反应生成氨气会降低肥效 |
| C | 配制FeCl2溶液时加入少量铁粉 | 抑制Fe2+的水解 |
| D | 纯水和干木头都不导电，但木头用水浸湿后却可以导电 | 水和干木头的某些成分发生化学反应 |
| A． | A | B． | B | C． | C | D． | D |
| A． | 标准状况下，5.6 LNO和5.6LO2混合后的分子总数为0.5 NA | |
| B． | 1mol乙烷分子含有8NA个共价键 | |
| C． | 58.5 g氯化钠固体中含有NA个氯化钠分子 | |
| D． | 标准状况下，22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA |
I．ClO2的制备
己知：在强酸性溶液中用SO2还原NaC1O3能制备ClO2．
（1）反应过程中圆底烧瓶内会看到溶液中有一种白色固体析出，为了证明该物质常采用的实验操作及现象为：待实验完成、圆底烧瓶冷却后，将反应后的混合物慢慢倒入盛有少量水的试管里，若固体溶解，溶液变蓝，则白色固体为硫酸铜．
（2）装置B中反应的离子方程式为SO2+2ClO3-=2ClO2+SO42-．
（3）欲制备并收集ClO2，选择上图中的装置，其连接顺序为a→g→h→b→c→e→f→d（按气流方向，用小写字母表示）
（4）装置D的作用冷凝并收集ClO2．
II．ClO2与Na2S的反应
（5）将上述收集到的ClO2用N2稀释以增强其稳定性，并将适量的稀释后的ClO2通 入图2所示装置中充分反应，得到无色澄清溶液．一段时间后，通过下列实验探究I中反应的产物．
| 操作步骤 | 实验现象 | 结论 |
| 取少量1中溶液于试管甲中，滴加品红溶液和盐酸． | 品红始终不褪色 | ①无SO2（或HSO3-或SO32-）生成 |
| 另取少量1中溶液于试管乙中，加入Ba（OH）2溶液，振荡 | ②白色沉淀 | 有SO42-生成 |
| ③继续在试管乙中滴加Ba（OH）2 溶液至过量，静置，取上层清液于试管中，加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液． | 有白色沉淀生成 | 有Cl-生成 |