题目内容

14.小明为验证质量守恒定律,做了镁粉在空气中燃烧的实验(如图1),该反应的化学方程式为:2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ 2MgO. 实验中,气球的作用是形成密闭体系,平衡装置内外气压.实验结束,他发现镁粉在空气中充分燃烧后,产物中还有少量黄色固体.为了弄清黄色固体的成分,小明进行了如下实验探究:

【查阅资料1】
①氧化镁为白色固体,与水反应只生成氢氧化镁.
②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体.
③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.
④氢氧化钠易与二氧化碳反应.
【设计实验】小明用图2所示的实验(部分操作没有画出),验证黄色固体为Mg3N2,请完成下列实验报告.
操作步骤实验现象实验结论
取少量黄色固体于试管中,加入适量水,加热,并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口试管中产生气泡,湿润的红色石蕊试纸变蓝黄色固体为Mg3N2
【交流与思考】小明发现久置的镁条上有一层灰黑色的“外衣”,这层灰黑色的外衣是什么物质呢?他叫来了小亮、小红一起进行了实验探究:
【猜想】小明认为可能是MgO;小亮认为可能是Mg2(OH)2CO3;小红认为可能是Mg(OH)2.
小红认为小明的猜想是错误的,其理由是氧化镁为白色固体.
【查阅资料2】①Mg(OH)2受热分解产生两种氧化物.②Mg2(OH)2CO3受热分解产生三种氧化物.
【实验探究】小亮进行实验(见图3),发现试管口有液滴出现,说明有H2O(填化学式,下同)生成,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成,同时试管内生成白色固体.
【实验分析】实验后,小亮认为小红的猜想也是错误的,其理由是石灰水变浑浊说明此变化过程中有二氧化碳生成,而氢氧化镁中不含有碳元素.
小亮为进一步验证自己的判断,用图4所示的装置进行实验,其中左瓶中的NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳;经过近一个月的观察,试管中镁条表面仍为白色.由此可认为:参与镁形成灰黑色的“外衣”的物质一定有二氧化碳(填物质名称).

分析 镁在空气中燃烧生成氧化镁;
氧化镁是白色固体;
水蒸气遇冷变成小液滴;
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;
化学反应前后,元素种类不变.

解答 解:镁粉在空气中燃烧生成氧化镁,该反应的化学方程式为:2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ 2MgO;
 实验中,气球的作用是形成密闭体系,平衡装置内外气压.
故填:2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$ 2MgO;形成密闭体系,平衡装置内外气压.
【设计实验】
实验报告如下表所示:

操作步骤实验现象实验结论
取少量黄色固体于试管中,加入适量水,加热,并将湿润的红色石蕊试纸放在试管口试管中产生气泡,湿润的红色石蕊试纸变蓝黄色固体为Mg3N2
【猜想】
不可能是氧化镁的理由是氧化镁为白色固体.
故填:氧化镁为白色固体.
【实验探究】
发现试管口有液滴出现,说明有H2O生成,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成,同时试管内生成白色固体.
故填:H2O;CO2.
【实验分析】
小红的猜想也是错误的理由是:石灰水变浑浊说明此变化过程中有二氧化碳生成,而氢氧化镁中不含有碳元素;
其中左瓶中的NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳;
经过近一个月的观察,试管中镁条表面仍为白色,由此可认为:参与镁形成灰黑色的“外衣”的物质一定有二氧化碳.
故填:石灰水变浑浊说明此变化过程中有二氧化碳生成,而氢氧化镁中不含有碳元素;吸收空气中的二氧化碳;二氧化碳.

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现,因此要学会设计实验、观察实验、分析实验,为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础.

练习册系列答案
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6.根据下列实验装置图填空.

(1)写出图中标号仪器的名称:①分液漏斗;②试管.
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时,发生反应的符号表达式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑,从控制反应速率和节约药品的角度考虑,发生装置最好选用B (填装置序号).
(3)利用F装置可以收集氧气的原因是:氧气不易溶于水.如果要做铁丝在氧气中燃烧的实验,用该装置收集氧气时应注意预留少量的水在瓶底.
(4)实验室针对制取CO2的药品选择进行了探究实验,记录如下:
组别药品现象
①碳酸钠粉末和稀盐酸固体很快消失,迅速产生大量气泡
②块状石灰石和稀硫酸块状固体表面缓慢冒出气泡,一段时间后气泡消失
③块状石灰石和稀盐酸块状固体表面持续冒出气泡,速率适中
查阅资料:①碳酸钠,白色固体,易溶于水:②石灰石的主要成分是碳酸钙,难溶于水,其中杂质既不溶于水也不溶于酸;
根据实验和资料,从制取和收集的角度分析,一般选择第③ (填序号)组药品,发生装置中发生反应的符号表达式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑.
(5)待上述实验完成后,小明同学发现第③组装置中的液体比较浑浊,于是他进行了后续实验:

I.操作1的名称是过滤,该操作中使用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒.
Ⅱ.操作2中,往盛有澄清液体的烧杯中,倒入了少量试剂,搅拌,观察到了上述现象,该试剂为肥皂水.经分析,是因为该澄清液体中含有较多Ca2+ (填微粒符号)的缘故.

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