Question

5．课外小组的同学上网查阅有关金属资料时，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，他们进行了如图探究．

探究一：产生的无色气体是什么物质？探究实验如表所示．

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，产生大量气泡和白色不溶物N	/
实验Ⅱ	将实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]
（1）N可能为Mg（OH）₂
（2）N可能为MgCO₃
（3）N可能是Mg（OH）₂和MgCO₃的混合物．
实验Ⅲ
①白色固体N，加入足量的稀盐酸，观察到固体N全部溶解，产生无色气泡，则白色固体N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为止，并使分解产生的气体全部通入如图所示装置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（填名称）．

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；
[猜想与假设]根据题中信息进行猜想解答；
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：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；
[猜想与假设]（1）N可能为Mg（OH）₂
（2）N可能为MgCO₃
（3）N可能是
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；
②B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
$\frac{84}{X}=\frac{44}{8.8g}$
X=16.8g，所以含有氢氧化镁质量为：22.6g-16.8g=5.8g；
答案：
实验Ⅱ：
H₂  2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O；
探究二：②Mg（OH）₂ 和MgCO₃的混合物；
实验Ⅲ：①稀盐酸； 碳酸镁； ②氢氧化镁

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．