Question

2．某实验室小组偶然发现将镁条插入饱和NaHCO₃溶液中，镁条表面出现大量气泡．为了探究产生此现象的原因，该小组设计实验探究如下：
（1）用固体NaHCO₃配置饱和NaHCO₃溶液的操作过程在烧杯中加入足量碳酸氢钠固体，加入适量蒸馏水，加热使之溶解，冷却后取上层清液即可．饱和NaHCO₃溶液pH=8.4，用离子方程式表示HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）请完成以下实验设计（镁条已擦去氧化膜且表面积大致相同．表中不要留空格）：

序号	实验操作	实验现象	实验结论
1	将镁条投入5ml蒸馏水	微量气泡
2	将镁条投入5ml饱和NaHCO3溶液中		Mg与NaHCO3溶液剧烈反应
3	将镁条投入5ml pH=8.4NaOH溶液中	现象不明显	Mg与NaOH溶液较难反应

（3）对于反应②中产生的气体（不考虑水蒸气），请你完成假设二和假设三：
假设一：只有CO₂；假设二：只有H₂；假设三：H₂和CO₂
为检验其中是否含有CO₂，写出实验步骤和结论．

实验步骤	想象和结论
大试管中加入擦去氧化膜的镁条 加入碳酸氢钠饱和溶液，用湿润的红色石蕊试纸在锥形瓶口检验	若试纸变红，气体中有CO2若试纸不变红，气体中无CO2

Answer 1

分析 （1）配制饱和溶液，只要溶液中有没有溶解的固体NaHCO₃，溶液饱和；饱和NaHCO₃溶液pH=8.4，是因为HCO₃^-的水解程度大于其电离程度；
（2）1．据实验现象为微量气泡判断实验结论为镁和水反应缓慢；
2．据Mg与NaHCO₃溶液剧烈反应判断实验现象，用反应生成气体；
3．Mg与NaOH溶液较难反应用选取和碳酸氢钠PH相同的氢氧化钠溶液对比分析；
（3）Mg与NaHCO₃溶液反应，可能生成二氧化碳和氢气，据此分析．

解答 解：（1）配制饱和NaHCO₃溶液，在烧杯中加入足量的碳酸氢钠固体，加入适量蒸馏水，加热使之溶解，冷却后取上层清液即可；饱和NaHCO₃溶液pH=8.4，是因为HCO₃^-的水解大于其电离，其水解的离子方程式为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案为：在烧杯中加入足量的碳酸氢钠固体，加入适量蒸馏水，加热使之溶解，冷却后取上层清液即可；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）1．实验现象为微量气泡，说明Mg与蒸馏水缓慢反应，
2．Mg与NaHCO₃溶液剧烈反应，可知镁表面出现大量气泡，
3．依据实验设计，验证Mg与NaOH溶液较难反应，可以取用PH=8.4的氢氧化钠溶液和PH=8.4的碳酸氢钠对比实验判断，镁和氢氧化钠溶液不反应，
故答案为：

序号	实验操作	实验现象	实验结论
1			Mg与蒸馏水缓慢反应
2		镁表面出现大量气泡
3	8.4

（3）Mg与NaHCO₃溶液反应，可能生成二氧化碳和氢气，所以假设一：只有CO₂时，假设二：只有H₂；假设三：两种气体都有，检验二氧化碳气体的存在，可以用湿润的红色石蕊试纸检验，故答案为：H₂；H₂和CO₂；

实验步骤	想象和结论
加入碳酸氢钠饱和溶液，用湿润的红色石蕊试纸在锥形瓶口检验	若试纸变红，气体中有CO2若试纸不变红，气体中无CO2

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点评 本题考查了饱和溶液的配制、水解离子方程式书写、实验现象的分析判断、气体的检验，注意实验对比判断物质性质，题目难度中等．