Question

资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。
实验I：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液的浅红色加深。

（1）该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测：

猜测1：白色不溶物可能为　　　　　    
猜测2：白色不溶物可能为MgCO₃
猜测3：白色不溶物可能为碱式碳酸镁[yMg(OH)₂•xMgCO₃]

（2）为了确定产物，进行以下定性实验：

实验序号	实   验	实验现象	结   论
实验Ⅱ	将实验I中收集到的气体点燃	安静燃烧， 火焰呈淡蓝色	气体成分为 　   ①
实验Ⅲ	将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤，取少量加入足量    ②	③	白色不溶物中含有MgCO3
实验Ⅳ	取实验Ⅲ中的滤液，向其中加入适 量　 ④　   稀溶液	产生白色沉淀，溶液红色变浅	溶液中存在CO32- 离子

实验Ⅲ中洗涤的操作方法是                                   。

（3）为进一步确定实验I的白色不溶物的成分，进行以下定量实验，装置如图所示：

称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g，装置B增重1.76 g。

装置C的作用是                                                    ；

白色不溶物的化学式为　　　　　　　　               。
（4）写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式                                 。

Answer 1

【答案】（1）猜测1： Mg(OH)₂（1分）
（2）（每空1分）①氢气（或H₂）　               ②稀盐酸（合理均可）　

③产生气泡，沉淀全部溶解　     ④CaCl₂或BaCl₂

用玻璃棒引流，向过滤器（或漏斗）中注入蒸馏水至浸没沉淀，等水自然流尽后，

重复2~3遍（2分)

（3）防止空气中的水蒸气和CO₂进入装置B中，影响实验结果（2分)

Mg(OH)₂•2MgCO₃　或　　Mg₃(OH)₂(CO₃)₂　（2分)　　　　　
（4）3Mg+4NaHCO₃+2H₂O= Mg(OH)₂• 2MgCO₃↓+2Na₂CO₃+3H₂↑（2分)

【解析】（1）根据原子守恒，溶液中含有镁、碳、氢、氧、钠元素，结合反应现象：猜测1：白色不溶物可能为Mg(OH)₂。

（2）为了确定产物，进行以下定性实验：

实验序号	实   验	实验现象	结   论
实验Ⅱ	将实验I中收集到的气体点燃	安静燃烧， 火焰呈淡蓝色	气体成分为氢气
实验Ⅲ	将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤，取少量加入足量稀盐酸等	沉淀全部溶解，有气泡产生	白色不溶物中含有MgCO3
实验Ⅳ	取实验Ⅲ中的滤液，向其中加入适 量CaCl2或BaCl2稀溶液	产生白色沉淀，溶液红色变浅	溶液中存在CO32- 离子

实验Ⅲ中洗涤的操作方法是用玻璃棒引流，向过滤器（或漏斗）中注入蒸馏水至浸没沉淀，等水自然流尽后，重复2~3遍。

（3）由装置A增重0.36 g得水为0.02mol即氢氧化镁为0.02mol，装置B增重1.76 g得出二氧化碳为0.04mol,即碳酸镁为0.04mol，则白色不溶物的化学式为Mg(OH)₂•2MgCO₃。
（4）则镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式3Mg+4NaHCO₃+2H₂O= Mg(OH)₂• 2MgCO₃↓+2Na₂CO₃+3H₂↑。