Question

某研究性学习小组欲探究Na₂CO₃溶液与MgCl₂溶液反应产生白色沉淀的成分，小组成员做如下实验

	同学甲	同学乙
实验方案
实验现象
实验结论	只有MgCO3	只有Mg（OH）2

（1）若按所得的结论分析，甲观察到的实验现象是

 

．
（2）在探究沉淀物成分前，甲、乙都将沉淀物从溶液中分离出来，洗涤并干燥．同学丙认为他们并未将沉淀洗涤干净，请用简单的实验证明丙的观点．
（3）同学丁认为甲结论不合理，理由是Ksp（MgCO₃）

 

Ksp[Mg（OH）₂]（选填“＜”或“＞”），所以沉淀物未必是MgCO₃．经查阅资料得知：该白色沉淀的组成应为Mg_x（OH）_y（CO₃）_z?nH₂O．为确定沉
淀物的具体组成，他设计RU图装置进行实验（所有夹持装置已省略）．

（4）请将丁设计的实验步骤补充完整：
①检查装置气密性；
②先装入药品，并称量相关装置的质量，后连接各装置；
③

 

；
④停止加热，持续通入空气直至实验结束，再次称量步骤②中相关装置的质量．
（5）装置E中碱石灰的作用是

 

．
三次实验所得数据如下：（部分数据已换算为相应的物质的量）

实验序号	沉淀样品质量	CO2的物质质量/mol	H2O的物质的量/mol
1	3.64	0.03	0.04
2	7.28	0.06	0.08
3	10.92	0.09	0.16

（6）分析实验数据可知，第

 

组出现误差较大的数据，应舍去．由实验数据计算得该白色沉淀物的组成为

 

（选填序号）．
a．Mg₂（OH）₂CO₃?3H₂O         b．Mg（OH）₂（CO₃）₂?3H₂O
c．Mg₄（OH）₂（CO₃）₃?3H₂O     d．Mg₅（OH）₄（CO₃）₃?2H₂O．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：实验探究和数据处理题

分析：碳酸镁可以和盐酸反应生成氯化镁水以及二氧化碳；氢氧化镁属于弱碱，可以和盐酸反应生成氯化镁和水，
（1）根据碳酸镁与稀盐酸反应生成氯化镁、水和CO₂，但是氢氧化镁和盐酸反应没有该现象；
（2）沉淀表面有吸附的氯离子，可以通过检验氯离子来判断沉淀是否洗涤干净；
（3）氢氧化镁的溶度积常数小于碳酸镁的溶度积常数；
（4）空气中水蒸气和CO₂通过碱石灰时可以被吸收；
（5）D吸收的是反应产生的二氧化碳，不允许空气中的水以及二氧化碳的干扰；
（6）由于水蒸气和CO₂的物质的量与样品的质量成比例，因此根据实验1、2中的数据可知，实验3中水蒸气的物质的量偏大（应该是0.12mol），应该舍去，根据表中数据可知CO₂与水蒸气的物质的量之比是3：4，据此回答．

解答： 解：碳酸镁可以和盐酸反应生成氯化镁水以及二氧化碳，氢氧化镁属于弱碱，pH略大于7，可以和盐酸反应生成氯化镁和水，据现象可以鉴别二者，故答案为：
沉淀溶解，有气泡产生；pH＞7，沉淀逐渐溶解；
（1）碳酸镁与稀盐酸反应生成氯化镁、水和CO₂，因此实验现象是沉淀溶解，有气泡产生，故答案为：沉淀溶解，有气泡产生．
（2）由于沉淀表面有吸附的氯离子，所以可以通过检验氯离子来判断沉淀是否洗涤干净，即取最后一次洗涤液于另一试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀即证明没有洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液于另一试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，出现白色沉淀．
（3）由于氢氧化镁的溶度积常数小于碳酸镁的溶度积常数，所以Ksp（MgCO₃）＞Ksp[Mg（OH）₂]，故答案为：＞；
（4）由于装置中有残留的空气，而空气中通过碱石灰时水蒸气和CO₂被吸收，所以因此先通入一会儿空气，再加热，故答案为：先通入一会儿空气，再加热．
（5）由于空气中还含有水蒸气和CO₂会进入装置D干扰实验，所以E装置中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和CO₂进入装置D，故答案为：防止空气中的水蒸气和CO₂进入装置D．
（6）由于水蒸气和CO₂的物质的量与样品的质量成比例，因此根据实验1、2中的数据可知，实验3中水蒸气的物质的量偏大（应该是0.12mol），应该舍去，根据表中数据可知CO₂与水蒸气的物质的量之比是3：4，则
a．Mg₂（OH）₂CO₃?3H₂O中CO₂与水蒸气的物质的量之比是1：4，a不正确；
b．Mg（OH）₂（CO₃）₂?3H₂O中CO₂与水蒸气的物质的量之比是1：2，b不正确；
c．Mg₄（OH）₂（CO₃）₃?3H₂O中CO₂与水蒸气的物质的量之比是3：4，c正确；
d．Mg₅（OH）₄（CO₃）₃?2H₂O中CO₂与水蒸气的物质的量之比是3：4，但3.64g该物质得不到0.03molCO₂，d不正确，
答案选c．
故答案为：3；c．

点评：考查涉及实验方案设计与评价、物质检验、实验数据处理等方面的知识，难度大，综合性强．