Question

17．小明在做实验时，不小心将镁条掉入到碳酸氢钠溶液中，发现产生大量的气泡和白色不溶物．他非常好奇，进行了如下探究．
【提出问题】镁条与碳酸氢钠溶液反应，产生的气体和白色不溶物分别是什么？
【查阅资料】
①MgHCO₃能溶于水；Mg（OH）₂、MgCO₃难溶于水．
②Mg（OH）₂、MgCO₃受热易分解，分别生成两种氧化物．
③碱石灰的主要成分为氧化钙和氢氧化钠．
【作出猜想】
小明认为白色不溶物的组成存在3种可能，分别为Mg（OH）₂；MgCO₃；Mg（OH）₂和MgCO₃．
【进行实验】
（1）探究镁条与碳酸氢钠溶液反应产生什么气体？

实验操作	实验现象
①点燃产生的气体	气体燃烧，产生蓝色火焰
②火焰上罩内壁涂有石灰水 的烧杯	无现象

通过上述实验得到的结论是镁条和碳酸氢钠溶液反应产生的气体为氢气．
（2）探究镁条与碳酸氢钠反应后产生的白色不溶物中是否含有MgCO₃

实验操作及现象	实验结论
将反应后的浊液过滤，洗涤滤渣，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，将产生的气体通入到澄清的石灰水中，石灰水变浑浊	白色不溶物中一定含有MgCO3

（3）定量测定白色不溶物的组成在老师的帮助下，小明设计了如下装置进行实验．

①C中碱石灰的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入装置B中．
②若白色不溶物为22.6g，实验前后装置A增重1.8g，装置B增重8.8g，则该白色不溶物的组成及质量比为Mg （OH）₂ 与MgCO₃的质量比为29：84；或MgCO₃与Mg （OH）₂的质量比为84：29．

Answer 1

分析 【做出猜想】根据题干中提供的信息来分析；
【进行试验】（1）根据实验现象以及质量守定律来分析；
（2）根据碳酸盐的检验方法来分析；
（3）C中的碱石灰是与空气直接接触；根据B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算出碳酸镁的质量，剩余的就是氢氧化镁的质量．

解答 解：【作出猜想】由题干信息可知，Mg（OH）₂、MgCO₃难溶于水的白色固体，则可能是氢氧化镁、碳酸镁或氢氧化镁和碳酸镁的混合物；故填：Mg（OH）₂；MgCO₃；Mg（OH）₂和 MgCO₃
【进行实验】
（1）气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，说明该气体具有可燃性，再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变，该气体可能是氢气或一氧化碳，如果测定是一氧化碳时，燃烧后需要用到澄清石灰水，所以该气体是氢气；故填：镁条和碳酸氢钠溶液反应产生的气体为氢气．
（2）碳酸镁与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；故填：将反应后的浊液过滤，洗涤滤渣，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，将产生的气体通入到澄清的石灰水中，石灰水变浑浊；
（3）①C中的碱石灰可以防止空气中的水和二氧化碳进入装置B中．故填：防止空气中的水和二氧化碳进入装置B中；
②Mg（OH）₂和MgCO₃，质量比为29：84
【实际应用定量分析】B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为8.8g，设生成8.8g二氧化碳，需要碳酸镁的质量为X则：
MgCO₃+2HCl═MgCl₂+H₂O+CO₂↑
84                    44
X                     8.8g
根据：$\frac{84}{44}=\frac{X}{8.8g}$
X=16.8g，所以含有氢氧化镁质量为：22.6g-16.8g=5.8g；
因此Mg （OH）₂ 与MgCO₃的质量比为5.8g：16.8g=29：84；或MgCO₃与Mg （OH）₂的质量比为84：29．
故答案为：Mg （OH）₂ 与MgCO₃的质量比为29：84；或MgCO₃与Mg （OH）₂的质量比为84：29．

点评 本题难度较大，考查全面，从定性和定量两个方面测定物质的种类，关键在于知道碳酸根离子与酸反应能产生二氧化碳．