Question

14．資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物并探究發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式．
已知：①M(fèi)gCO₃和Mg（OH）₂均為白色不溶物．
②MgCO₃和Mg（OH）₂均可跟鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)．
③酚酞遇碳酸氫鈉溶液呈淺紅色，酚酞遇碳酸鈉溶液呈紅色．
④CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl
（1）提出假設(shè)
實(shí)驗(yàn)1：用砂紙擦去鎂條表面的氧化膜，將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中，迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅變?yōu)榧t．該同學(xué)對反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物進(jìn)行如下猜測：
猜測1：白色不溶物可能是MgCO₃．
猜測2：白色不溶物可能是Mg（OH）₂．
猜測3：白色不溶物可能是MgCO₃和Mg（OH）₂．
（2）設(shè)計(jì)定性實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)物并驗(yàn)證猜測：

實(shí)驗(yàn)序號	實(shí)驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
實(shí)驗(yàn)Ⅱ	將實(shí)驗(yàn)Ⅰ中收集到的氣體點(diǎn)燃	能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰	氣體為氫氣
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	①取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中少量的白色懸濁液，過濾，洗滌干凈沉淀，然后稀鹽酸	②產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解	白色不溶物含有MgCO3
實(shí)驗(yàn)Ⅳ	取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液	有白色沉淀產(chǎn)生	③澄清液中一定含有的溶質(zhì)是Na2CO3（化學(xué)式）

（3）為進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)I的產(chǎn)物，設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)方案，如圖所示：

已知：MgCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+CO₂↑    Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O    堿石灰可以吸收二氧化碳和水蒸氣
①如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置D中堿石灰的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被B中堿石灰吸收，造成實(shí)驗(yàn)誤差．
②稱取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6g，充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入裝置A和B中．實(shí)驗(yàn)前后裝置A增重1.8g，裝置B增重8.8g，可以證明猜想成立猜測3．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)猜想可知，白色不溶物可能是氫氧化鎂，可能是碳酸鎂，也可能是碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)碳酸鎂不溶于水，溶于酸，會與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)會生成白色的碳酸鈣沉淀進(jìn)行分析；
（3）①根據(jù)B中堿石灰質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量，取用B不能直接與空氣接觸，為了防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置B中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在B裝置的尾部連接一個吸收空氣中二氧化碳和水蒸氣的裝置進(jìn)行分析；
②根據(jù)B中堿石灰增加的質(zhì)量就是生成的二氧化碳，然后計(jì)算出碳酸鎂的質(zhì)量，剩余的固體就是氫氧化鎂的質(zhì)量，然后結(jié)合前面的驗(yàn)證書寫化學(xué)方程式．

解答 解：（1）依據(jù)猜想可知，白色不溶于可能是氫氧化鎂，可能是碳酸鎂，也可能是碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物，化學(xué)式為：MgCO₃和Mg（OH）₂的混合物；
（2）碳酸鎂不溶于水，溶于酸，會與酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)會生成白色的碳酸鈣沉淀，所以：

實(shí)驗(yàn)序號	實(shí)驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
實(shí)驗(yàn)Ⅱ	將實(shí)驗(yàn)Ⅰ中收集到的氣體點(diǎn)燃	能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰	氣體為氫氣
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	①取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中少量的白色懸濁液，過濾，洗滌干凈沉淀，然后 稀鹽酸	②產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解	白色不溶物含有MgCO3
實(shí)驗(yàn)Ⅳ	取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液	有白色沉淀產(chǎn)生	③澄清液中一定含有的溶質(zhì)是 Na2CO3（化學(xué)式）

（3）①B中堿石灰質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量，取用B不能直接與空氣接觸，為了防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置B中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在B裝置的尾部連接一個吸收空氣中二氧化碳和水蒸氣的裝置，防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被B中堿石灰吸收，造成實(shí)驗(yàn)誤差；
②B中堿石灰增加的質(zhì)量就是生成的二氧化碳，所以生成的二氧化碳質(zhì)量就是8.8g，
設(shè)生成8.8g二氧化碳，需要碳酸鎂的質(zhì)量為x，
MgCO₃+2HCl=MgCl₂+H₂O+CO₂↑
84                    44
x                     8.8g
則$\frac{84}{44}=\frac{x}{8.8g}$，解得x=16.8g．
所以生成氫氧化鎂的質(zhì)量為：22.6g-16.8g=5.8g；
則白色不溶物組成是MgCO₃和Mg（OH）₂，故可以證明猜想3成立．
故答案為：
（1）MgCO₃和Mg（OH）₂的混合物；（2）

實(shí)驗(yàn)序號	實(shí)驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
實(shí)驗(yàn)Ⅱ
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	稀鹽酸	產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解
實(shí)驗(yàn)Ⅳ			Na2CO3

（3）①防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣被B中堿石灰吸收，造成實(shí)驗(yàn)誤差．②猜測3．

點(diǎn)評 本題難度較大，考查全面，從定性和定量兩個方面確定物質(zhì)的種類，關(guān)鍵在于知道碳酸根離子與酸反應(yīng)能產(chǎn)生二氧化碳，鎂和氫離子反應(yīng)會生成氫氣等知識進(jìn)行分析．