Question

8．课外小组的同学上网查阅有关金属镁的资料时，看到镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物．于是产生疑问：产生的气体和白色不溶物是什么物质？在老师的帮助下，他们进行了如下探究．
探究一：产生的无色气体是什么物质？

实验序号	实验操作	实验现象	解释及结论
实验I	用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量饱和碳酸氢钠溶液的试管中	迅速反应，产生气体M和白色不溶物N
实验Ⅱ	将M气体点燃，并在火焰上方罩一干、冷的小烧杯	气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水雾出现．	气体M是氢气（H2），燃烧的化学方程式为 2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O．

探究二：白色不溶物N是什么物质？
【查阅资料】
1：碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物．
2：MgCO₃、Mg（OH）₂加热易分解，分别生成两种氧化物．
【猜想与假设】
①N可能为Mg（OH）₂； ②N可能为MgCO₃； ③N可能是Mg （OH）₂和MgCO₃的混合物
实验Ⅲ
①白色固体N，加入足量的盐酸（HCl）溶液，观察到固体N全部溶解，产生无色气泡，则白色固体N中一定含有碳酸镁．（填名称）
②称取干燥、纯净的白色不溶物N22.6g，充分加热至不再产生气体，并使分解产生的气体全部通入下列装置A和B中．
实验后装置A增重1.8g，则白色固体中还含有氢氧化镁【Mg（OH）₂】，且质量为5.8g．
【实验反思】
通过上述实验说明，对于未知物成分的确定，可以采取两种不同的实验方法，这两种方法分别是（1）通过实验现象分析确定含哪些元素；（2）通过质量分析确定物质的具体组成．根据上述实验，若上述该白色不溶物质N的组成用xMg （OH）₂•yMgCO₃表示，则x：y=1：2．

Answer 1

分析 实验Ⅱ：迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，可以说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物；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分析出是氢气，再根据方程式的写法写出方程式；
实验Ⅲ：①加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳，所以加入的是酸，有气泡产生，说明含有碳酸镁；
②根据B中增加量就是生成的氢氧化镁分解生成水的质量，根据水的质量计算出氢氧化镁的质量；
【实验反思】可以根据两种物质的反应进行猜想，推测物质的方法有根据实验现象推测物质种类，根据测定物质的质量来推测各种物质种类．

解答 解：探究一：实验Ⅱ：迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，可以说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物；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；氢气燃烧的反应物是氢气和氧气，生成物是水，反应条件是点燃，所以方程式是：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O；
故填：氢气（H₂）；2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O；
实验Ⅲ：①加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳，所以加入的是稀盐酸（或稀硫酸），有气泡产生，说明含有碳酸镁；
故填：盐酸（HCl）； 碳酸镁；
②氢氧化镁受热分解为水和氧化镁；A增重的质量即为生成水的质量，设生成1.8g水需要氢氧化镁的质量为x
Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O
58             18
x              1.8g
$\frac{58}{18}=\frac{x}{1.8g}$
x=5.8g
故答案为：氢氧化镁【Mg（OH）₂】；5.8；
【实验反思】则22.6g固体中还含有碳酸镁的质量为：22.6g-5.8g=16.8g；
因此Mg （OH）₂ 与MgCO₃的质量比为5.8g：16.8g=29：84；该白色不溶物质N的组成用xMg （OH）₂•yMgCO₃表示，则x：y=$\frac{29}{58}：\frac{84}{84}$=1：2．
故填：1：2．

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，关键在于知道氢氧化镁加热分解为水．