镁是20世纪才发展起来的年轻金属,广泛应用于航空、汽车、船舶、通讯电子和国防工业等。兴趣小组同学对金属镁进行了如下探究。

(一)有关金属镁的化学性质探究

兴趣小组同学根据金属的化学性质,知道金属镁能与O2、稀盐酸和CuSO4溶液反应,并设计了如下实验进行验证(以下实验用镁条、镁条均已除去氧化膜)。

(1)兴趣小组同学把镁粉轻轻洒在酒精灯的火焰上,观察到火焰上跳动闪烁着点点银色火花,如绽放的美丽烟花。该反应的化学方程式是_______________________。

(2)兴趣小组同学探究镁与稀盐酸的反应,除观察到预期现象外,还观察到有灰白色沉淀生成的“异常”现象。于是进行了以下探究。

【实验1】向4份相同体积与浓度的稀盐酸中分别加入一定长度的某种镁带,现象如下:

【实验结论1】据表分析,________________是实验出现“异常”的因素之一。

【实验2】向4份相同体积与浓度的稀硫酸中分别加入一定长度的某种镁带,现象如下:

【实验结论2】对比实验1和实验2,______________是实验出现“异常”的因素之一。

(3)兴趣小组同学取一支试管,放入一根镁条,加入一定量硫酸铜溶液,观察到镁条表面有少量气泡产生,且有黑色物质生成。同学们对此实验的现象感到意外和困惑,于是查阅到了相关资料:

资料1:硫酸铜溶液在配制时加入了少量稀硫酸;

资料2:当金属粉末颗粒很小时,容易成为黑色;

资料3:生成的黑色物质可能是CuO、Cu中的一种或两种。

①镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为______________(写化学式)。

②同学们进一步设计实验确定黑色物质的成分,请在下表中补全实验方案。

实验操作

实验现象

结论

将黑色物质过滤、晾干后,分成两份

/

/

将其中一份装入硬质玻璃管中,向其中通入CO后,加热,并将生成的气体通入澄清石灰水中

__________

黑色粉末中

含有CuO

将另一份置于坩埚中,称其质量为m1,在空气中加热一段时间后冷却,称其质量为m2

m1______m2(填“>”、“<”或“=”)

黑色粉末中

含有Cu

通过以上探究,兴趣小组同学确定了黑色物质为Cu和CuO两种。

(二)有关镁条表面灰黑色“外衣”组成的探究

【发现问题】镁是一种银白色有金属光泽的金属,但久置的镁条总有一层灰黑色的“外衣”,这层灰黑色的“外衣”是什么物质呢?

【查阅资料】

(1)灰黑色“外衣”的成分是碱式碳酸镁晶体,化学式为:xMgCO3•yMg(OH)2•zH2O;

(2)Mg(OH)2:白色固体,难溶于水,受热会分解生成两种氧化物;

(3)MgCO3:白色固体,微溶于水,受热会分解生成两种氧化物;

(4)相同条件下,Mg(OH)2受热分解的温度比MgCO3分解的温度更低。

【组成测定】为精确测量碱式碳酸镁晶体的组成,兴趣小组同学取4.66g该晶体用热重分析仪对进行加热,使得各成份在不同温度下逐个分解(加热首先失去结晶水),测定剩余固体质量与分解温度之间关系(如下图所示)。

请回答下列问题:

(1)晶体中结晶水的质量为_______g。

(2)t4~t5段中,固体为_________(写化学式)。

(3)t5~t6段反应的化学方程式为________。

(4)根据图中数据计算xMgCO3•yMg(OH)2•zH2O中x:y:z =___________(填最简比)。

 0  170923  170931  170937  170941  170947  170949  170953  170959  170961  170967  170973  170977  170979  170983  170989  170991  170997  171001  171003  171007  171009  171013  171015  171017  171018  171019  171021  171022  171023  171025  171027  171031  171033  171037  171039  171043  171049  171051  171057  171061  171063  171067  171073  171079  171081  171087  171091  171093  171099  171103  171109  171117  211419 

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