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:白色不溶题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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[xMg（OH）₂?yMgCO₃]
（2）为了确定产物成份（包括产生的气体、白色不溶物及溶液中溶质），进行以下定性实验．请填写表中空白：

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
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		白色不溶物中含有MgCO₃
实验Ⅳ	取实验Ⅲ中的滤液，向其中加入适量稀溶液	产生白色沉淀，溶液红色变浅	溶液中存在CO₃^2-离子

（3）为进一步确定实验I中白色不溶物的成分，进行定量实验，装置如图所示：称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52g，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0.36g，装置B增重1.76g．①装置C的作用是

；②白色不溶物的化学式为

．
（4）根据以上（2）及（3）的定性定量实验，写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式

．

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）依据猜测可知白色不溶物可能是Mg（OH）₂或MgCO₃或Mg（OH）₂，MgCO₃；
（2）依据实验Ⅱ的现象分析，镁条和碳酸氢钠溶液迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，可以说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物；气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，说明该气体具有可燃性，再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变分析出是氢气；
依据实验Ⅲ的推断分析，加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳，所以加入的是酸，有气泡产生，说明含有碳酸镁；加入盐酸沉淀碳酸镁全部溶解；
依据实验Ⅳ加入氯化钙生成沉淀证明含有碳酸根离子；
（3）根据B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以B不能直接与空气接触，为了防止空气中的水蒸气和CO₂进入装置B中，影响实验结果，所以应连接一个干燥装置除去空气中的水蒸气和CO₂；根据B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量计算出碳酸镁的质量，剩余的就是氢氧化镁的质量；
（4）根据分析、计算可知，镁与碳酸氢钠溶液反应生成Mg（OH）₂?2MgCO₃、碳酸钠和氢气，据此写出反应的化学方程式．

解答： 解：（1）依据猜测可知白色不溶物可能是Mg（OH）₂或MgCO₃或Mg（OH）₂，MgCO₃，故答案为：Mg（OH）₂；
（2）迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，可以说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物；气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，说明该气体具有可燃性，再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变，该气体可能是氢气或一氧化碳，如果测定是一氧化碳时，燃烧后需要用到澄清石灰水，所以该气体是氢气；
依据实验Ⅲ的推断分析，加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳，所以加入的是酸，有气泡产生，说明含有碳酸镁；加入盐酸沉淀碳酸镁全部溶解；
依据实验Ⅳ加入CaCl₂或BaCl₂生成沉淀证明含有碳酸根离子，
故答案为：氢气；稀盐酸；产生气泡沉淀全部溶解；CaCl₂或BaCl₂；
（3）①根据B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以B不能直接与空气接触，为了防止空气中的水蒸气和CO₂进入装置B中，影响实验结果，所以应连接一个干燥装置除去空气中的水蒸气和CO₂；故答案为：防止空气中的水蒸气和CO₂进入装置B中，影响实验结果；
②B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为1.76g，设生成1.76g二氧化碳，需要碳酸镁的质量为X则：
MgCO₃～CO₂↑
84 44
X 1.76g
根据：

1.76

解得X=3.36g，所以含有氢氧化镁质量为：4.52g-3.36g=1.16g；
碳酸镁和氢氧化镁物质的量之比为：

3.36

：

1.16

=0.04：0.02=2：1，白色不溶物的化学式为Mg（OH）₂（CO₃）₂或2MgCO₃?Mg（OH）₂，
故答案为：Mg（OH）₂（CO₃）₂或2MgCO₃?Mg（OH）₂；
（4）根据以上分析可知，镁与饱和碳酸氢钠溶液反应生成2Mg（OH）₂?2MgCO₃沉淀、Na₂CO₃和H₂，反应的化学方程式为：3Mg+4NaHCO₃+2H₂O=Mg（OH）₂?2MgCO₃↓+2Na₂CO₃+3H₂↑；故答案为：3Mg+4NaHCO₃+2H₂O=Mg（OH）₂?2MgCO₃↓+2Na₂CO₃+3H₂↑．

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，镁和氢离子反应生成氢气，题目难度较大．

练习册系列答案

相关题目

下列有关说法正确的是（N_A为阿伏加德罗常数）（　　）

A、1.00molNaCl中含有N_A个NaCl分子

B、欲配制1.00L，1.00mol．L^-1的NaCl溶液，可将58.5gNaCl溶于 1.00L水

C、1.12L Cl₂含有1.7N_A个质子

D、1molCl₂与足量的铁反应，转移的电子数为2N_A

相同体积的Na₂SO₄，MgSO₄，Al₂（SO₄）₃，溶液分别加入过量的BaCl₂，得到沉淀的物质的量之比为1：1：3，这三种溶液的物质的量浓度之比为（　　）

某校化学兴趣小组探究SO₂与FeCl₃溶液的反应，所用装置如图所示．
（1）该小组同学预测SO₂与FeCl₃溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色，然后开始实验．

步骤①	配制1mol?L^-1 FeCl₃溶液（未用盐酸酸化），测其pH约为1，取少量装入试管B中，加热A．

FeCl₃溶液显酸性的原因是

．写出装置A中产生SO₂的化学方程式：

．
（2）当SO₂通入到FeCl₃溶液至饱和时，同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，没有观察到丁达尔现象．将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色．
【查阅资料】Fe（HSO₃）²⁺离子为红棕色，它可以将Fe³⁺还原为Fe²⁺．生成Fe（HSO₃）²⁺离子的反应为可逆反应．
解释SO₂与FeCl₃溶液反应生成红棕色Fe（HSO₃）²⁺离子的原因：

．
写出溶液中Fe（HSO₃）²⁺离子与Fe³⁺反应的离子方程式：

．
（3）为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了步骤③的实验．

步骤②	往5mL 1mol?L^-1 FeCl₃溶液中通入SO₂气体，溶液立即变为红棕色．微热3min，溶液颜色变为浅绿色．
步骤③	往5mL重新配制的1mol?L^-1 FeCl₃溶液（用浓盐酸酸化）中通入SO₂气体，溶液立即变为红棕色．几分钟后，发现溶液颜色变成浅绿色．

用铁氰化钾溶液检验步骤②和步骤③所得溶液中的Fe²⁺，其现象为

．
（4）综合上述实验探究过程，可以获得的实验结论：
I．SO₂与FeCl₃溶液反应生成红棕色中间产物Fe（HSO₃）²⁺离子；
Ⅱ．红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程；
Ⅲ．

．

完成下列各题．
（1）中国的瓷器驰名世界，制备陶瓷是以粘土[主要成分Al₂Si₂O₅（OH）₄]为原料，经高温烧结而成．若以氧化物形式表示粘土的组成，应写为：

．
（2）如果胃酸过多，可服用

（填写化学式）缓解症状，但如果患有胃溃疡，则不能服用

，以防止胃穿孔．
（3）赏心悦目的雕花玻璃是用氢氟酸对玻璃进行刻蚀而制成的，这一过程中发生反应的化学方程式为：

．
（4）二氧化氯（ClO₂）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂，工业上是用氯酸钠（NaClO₃）与盐酸反应生产ClO₂的，反应过程中同时会生成氯气．写出该反应的化学方程式：

．

止咳酮（F）具有止咳、祛痰作用．其生产合成路线如下：