Question

13．体育课上同学们在做引体向上时常用“镁粉”搓手，以起到防滑效果．某种“镁粉”中可能含有Mg、MgO、Mg（OH）₂、MgCO₃中的一种或两种固体，实验小组对其成分展开了探究．
已知：MgO+2HCl═MgCl₂+H₂O     MgCO₃+2HCl═MgCl₂+H₂O+CO₂↑
（1）探究“镁粉”中是否含有Mg和MgCO₃．
①取少量样品，如图1所示进行实验，观察到a试管中有气泡产生，b试管中产生的现象是澄清石灰水变浑浊，则证明“镁粉”中一定含有MgCO₃．
②为证明“镁粉”中是否含有Mg，小明将燃着的木条放在图中b试管口上方，木条熄灭，但同学们指出，该实验不能达成实验目的，需要将图中的澄清石灰水替换成浓NaOH溶液，目的是除掉二氧化碳．小明按照修改后的实验方案重复上述实验，观察到b试管口，证明“镁粉”中不含Mg．
（2）探究“镁粉”中是否还含有MgO及Mg（OH）₂．
【实验过程】
Ⅰ．用MgO、Mg（OH）₂和MgCO₃三种固体分别做性质实验，分别取0.5g三种固体粉末，每次取样方法如图2所示：
逐滴加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失，在下表中记录消耗的同浓度稀盐酸的体积（以下体积均在同一条件下测定，且保留到小数点后1位）

	MgO	Mg（OH）2	MgCO3
消耗稀盐酸的体积/mL	10.4	7.2	5.0

Mg（OH）₂与盐酸发生中和反应的化学方程式为Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O．
Ⅱ．取“镁粉”样品0.5g，加入上述稀盐酸至粉末恰好溶解，此时消耗稀盐酸的体积约为5.3mL．
【实验分析及结论】
“镁粉”不只含有MgCO₃，理由是0.5gMgCO₃消耗的盐酸体积与0.5g“镁粉”消耗的盐酸体积不相等．
【实验反思】
为确定“镁粉”的具体成分，同学们认为还需要补充如下实验：分别取0.5g“镁粉”和0.5gMgCO₃，加入足量稀盐酸，测定生成的气体体积分别为119mL和140mL，由此可知“镁粉”中含有MgCO₃的质量分数为85%，“镁粉”中除MgCO₃外的另一种物质为Mg（OH）₂．

Answer 1

分析 （1）探究“镁粉”中是否含有Mg和MgCO₃
①由澄清石灰水是否变浑浊，考虑是否有二氧化碳生成．则可推测“镁粉”中是否含有MgCO₃．
②考虑二氧化碳的灭火作用，故先除掉二氧化碳，再证明是否有氢气生成，推测是否含有镁．
（2）探究“镁粉”中是否还含有MgO及Mg（OH）₂
【实验过程】
Ⅰ．根据复分解反应的特点，进行书写Mg（OH）₂与盐酸发生中和反应的化学方程式．
【实验分析及结论】
根据表格中的数据和“取“镁粉”样品0.5g，加入上述稀盐酸至粉末恰好溶解．此时消耗稀盐酸的体积约为5.3mL”，进行回答：“镁粉”是否只含有MgCO₃； 
【实验反思】
根据表格中的数据，进行设计实验，根据数据进行分析：“镁粉”中除MgCO₃外的另一种物质．

解答 解：
（1）探究“镁粉”中是否含有Mg和MgCO₃
①根据实验现象：a试管中有气泡产生”，则可推测b试管中一定有二氧化碳与氢氧化钙的反应发生，故澄清石灰水变浑浊；“镁粉”中一定含有MgCO₃；
②因为二氧化碳的灭火作用，故先除掉二氧化碳，则需要将图中的澄清石灰水替换成氢氧化钠浓溶液，再证明是否有氢气生成，如果观察到b试管口无明显现象，则推测“镁粉”中一定不含有镁；
（2）探究“镁粉”中是否还含有MgO及Mg（OH）₂
【实验过程】
Ⅰ．根据复分解反应的书写特点“内项结合，外项结合”，则Mg（OH）₂与盐酸发生中和反应的化学方程式为Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O．
【实验分析及结论】
根据表格中的数据和“取“镁粉”样品0.5g，加入上述稀盐酸至粉末恰好溶解．此时消耗稀盐酸的体积约为5.3mL”，则推测“镁粉”不只含有MgCO₃．理由是0.5gMgCO₃消耗的盐酸体积与0.5g“镁粉”消耗的盐酸体积不相等；
【实验反思】
为确定“镁粉”的具体成分，同学们认为还需要补充如下实验：分别取0.5g“镁粉”和0.5gMgCO₃，加入足量稀盐酸，测定生成的气体体积分别为119mL和140mL．
设MgCO₃的质量为x，则$\frac{x}{0.5g}=\frac{119mL}{140mL}$，解得x=0.425g，则$\frac{0.425g}{0.5g}×$100%=85%，由此可知“镁粉”中含有MgCO₃的质量分数为85%；
“镁粉”中另一种物质的质量为0.5g-0.425g=0.075g，消耗稀盐酸的体积为5.3ml-4.25ml=1.05ml，则设0.5g该物质消耗稀盐酸的体积为x，则$\frac{0.075g}{1.05mL}=\frac{0.5g}{x}$，解得y=7ml，故“镁粉”中除MgCO₃外的另一种物质为Mg（OH）₂．
故答案为：
（1）①MgCO₃．②除掉二氧化碳．
【实验过程】Ⅰ． Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O．
【实验分析及结论】0.5gMgCO₃消耗的盐酸体积与0.5g“镁粉”消耗的盐酸体积不相等
【实验反思】MgCO₃，85%，Mg（OH）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，关键在于知道碳酸根离子与酸反应能产生二氧化碳．