某研究性學習小組做實驗時偶然發(fā)現(xiàn)，表面擦去氧化膜的鎂片可與NaHCO3溶液反應產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。該小組同學通過如下實驗，驗證產(chǎn)物并探究反應原理。
實驗①：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛適量滴有酚酞試液的飽和碳酸氫鈉溶液的燒杯中，迅速反應，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深。
Ⅰ、定性實驗
（1）氣體的檢驗 
實驗②：將實驗①中收集到的氣體點燃，發(fā)現(xiàn)氣體安靜燃燒，火焰呈淡藍色。則氣體為          。
（2）該小組同學對反應中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測：
猜測1：白色不溶物可能為　　　　　   
猜測2：白色不溶物可能為MgCO3
猜測3：白色不溶物可能為堿式碳酸鎂[yMg(OH)2?xMgCO3]
請設計一個實驗檢驗固體中是否含有MgCO3，寫出實驗操作、現(xiàn)象和結論：                                                                                   。
（3）實驗③：取實驗①中的濾液，向其中加入少量CaCl2稀溶液，產(chǎn)生白色沉淀，溶液紅色變淺，說明溶液中存在CO32－離子。
Ⅱ、定量實驗
（4）為進一步確定實驗I的白色不溶物的成分，進行以下定實驗，裝置如圖所示：

稱取干燥、純凈的白色不溶物 7.36 g，充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進入裝置A和B中。實驗后裝置A增重0.72g，裝置B增重2.64 g。白色不溶物的化學式為                。
（5）寫出鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應的化學方程式                           。
Ⅲ、反應原理分析
（6）NaHCO3溶液中存在如下電離平衡：H2OH+ + OH－、HCO3－H+ +CO32－，請從平衡移動角度分析實驗①產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物的原因：                                     。

（1）氫氣（或H2）（2分）
（2）Mg(OH)2（2分）取少許實驗①固體，加足量稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則含有MgCO3。反之，則無。（2分)
（4）2Mg(OH)2?3MgCO3或Mg5(OH)4(CO3)3　（2分)　　　　　
（5）5Mg+6NaHCO3+4H2O= 2Mg(OH)2? 3MgCO3↓+3Na2CO3+5H2↑（2分)
（6）Mg和H+反應生成H2和Mg2+，Mg2+跟OH－、CO32－結合生成沉淀，則H+、OH－、CO32－的濃度均降低，上述平衡均向右移動。所以Mg和飽和NaHCO3溶液反應產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。（3分)

解析試題分析：（1）將實驗①中收集到的氣體點燃，發(fā)現(xiàn)氣體安靜燃燒，火焰呈淡藍色，說明該氣體具有可燃性，再根據(jù)質量守恒定律反應前后元素種類不變可分析出是氫氣。
（2）根據(jù)元素守恒和物質的溶解性可知：白色不溶物可能是Mg（OH）2 或MgCO3或Mg（OH）2與MgCO3，故猜測1為Mg(OH)2；根據(jù)碳酸鹽的性質，能與強酸反應生成CO2氣體，所以檢驗是否含有MgCO3的方法為：取少許實驗①固體，加足量稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則含有MgCO3。反之，則無。
（4）B中堿石灰質量的增加量就是生成的二氧化碳的質量，所以生成二氧化碳的質量為2.64g，設含MgCO3的質量為x,則：
MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2↑
84          44
X          2.64g
可得：84:44=x：2.64g，解得x=5.04g，所以含Mg(OH)2的質量為：7.36g—5.04g=2.32g，Mg(OH)2與MgCO3的物質的量之比為：2.32g÷58g/mol：（5.04g÷84g/mol）=0.4mol：0.6mol=2:3，所以白色不溶物的化學式為：2Mg(OH)2?3MgCO3或Mg5(OH)4(CO3)3
（5）根據(jù)上述探究實驗可知，鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應，生成了2Mg(OH)2?3MgCO3和H2，根據(jù)元素守，恒，還會生成Na2CO3，所以化學方程式為：5Mg+6NaHCO3+4H2O = 2Mg(OH)2? 3MgCO3↓+3Na2CO3+5H2↑。
（6）NaHCO3溶液中存在如下電離平衡：H2OH+ + OH－、HCO3－H+ +CO32－，鎂是活潑金屬，能與H+反應，生成Mg2+和H2，Mg2+能與OH?結合成Mg(OH)2沉淀，Mg2+還能與CO32?結合成MgCO3沉淀，H+、OH－、CO32－的濃度均降低，上述平衡均向右移動。所以Mg和飽和NaHCO3溶液反應產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。
考點：本題考查探究實驗的分析、物質的判斷、化學計算、化學方程式的書寫、平衡移動。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

某研究性學習小組對還原鐵粉與水蒸氣的反應產(chǎn)物進行科學探究。已知Ca(OH)2的分解溫度為580℃，鐵粉與水蒸氣反應的溫度為900℃：根據(jù)下圖所示實驗裝置，進行了還原鐵粉與水蒸氣的反應實驗，實驗中觀察到肥皂液中產(chǎn)生了大量的氣泡。

（1）實驗中Ca(OH)2的作用是            。實驗中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物是       。
（2）為進一步探究還原鐵粉與水蒸氣反應固體產(chǎn)物的成分，研究性學習小組將反應后的固體經(jīng)處理后得到黑色氧化物固體，針對黑色氧化物固體，該小組提出如下的假設并進行了相關的實驗：
假設一：固體為FeO
假設二：固體為Fe3O4
假設三：                       
①限選用下列試劑：鹽酸、KSCN溶液、K3Fe(CN)6 溶液、氯水，證明假設一不成立

操作
現(xiàn)象
結論
 
 
假設一不成立
 
②為了進一步確定產(chǎn)物的成分，用黑色固體進行了下列實驗:

加入足量氯水所發(fā)生反應的離子方程式是                          ；檢驗紅褐色固體是否洗滌干凈的操作是                                            ；灼燒時盛放固體的儀器是         ；若假設二成立，黑色固體最終全部轉化成的紅棕色粉末的質量是     g

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

肉桂酸用途廣泛，常被用作食品保鮮劑、食品添加劑、有機合成中間體等。其一種合成原理如下：

【實驗步驟】
①向A中依次加入沸石、一定比例的苯甲醛、乙酸酐及少許碳酸鉀。
②控制溫度1500C~1700C，使其充分反應。
③向冷卻后的三口瓶內(nèi)加入飽和碳酸鈉溶液，調節(jié)pH至9~10。
④如裝置B所示，用水蒸氣蒸餾，除去未反應的苯甲醛。
⑤加入活性炭，充分振蕩并煮沸脫色。

⑥……
（1）裝置A中冷凝管由     端（填“a”或“b”）通入冷凝水。
（2）步驟③中加入飽和碳酸鈉溶液將肉桂酸、醋酸轉化為肉桂酸鈉和醋酸鈉的原因：             。
（3）裝置B在進行水蒸氣蒸餾之前，需進行的操作為     ，玻璃管的作用為     。
（4）當觀察到冷凝管中               ，說明水蒸氣蒸餾結束。
（5）步驟⑥通過以下操作分離、提純得較純凈的肉桂酸（難溶于水），其正確的操作順序是     （填字母）。
a．重結晶                    b．冷卻、抽濾，水洗晶體
c．加入濃鹽酸調節(jié)pH=3       d．靜置，趁熱過濾得肉桂酸鈉溶液

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

苯甲酸常用于抗真菌及消毒防腐。實驗室常用高錳酸鉀氧化甲苯制備苯甲酸，其裝置如圖甲所示（加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去）。實驗過程如下：
①將5.4 mL甲苯、100 mL水、幾粒沸石加入250 mL三頸燒瓶中；
②裝上冷凝管，加熱至沸后分批加入16 g高錳酸鉀，回流反應4 h；
③將反應混合物趁熱減壓過濾，并用熱水洗滌濾渣，將洗滌液并入濾液中；
④濾液加入鹽酸酸化后，抽濾（裝置如圖乙）、洗滌、干燥得苯甲酸粗產(chǎn)品。
在苯甲酸制備過程中發(fā)生反應：

（1）圖甲冷凝管中冷水應從________（填“a”或“b”）管進入，圖乙中儀器X的名稱為________。
（2）實驗中分批加入KMnO4的原因是_________________________。
（3）判斷甲苯被氧化完全的實驗現(xiàn)象是___________________________。
（4）抽濾操作與普通過濾相比，除了得到沉淀較干燥外，還有一個優(yōu)點是__________________________________________________________。
（5）第一次過濾時，若溶液呈紅色，可加入下列試劑處理________（填字母）。

A．H2O B．CCl4
C．NaHSO3 D．HNO3
（6）苯甲酸在不同溫度下溶解度見下表：
T/℃
4
18
75
溶解度/g
0.18
0.27
2.20
 
洗滌苯甲酸晶體時應用________洗滌。

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

制備無水乙醇的實驗原理:由于乙醇95.6%、水4.4%組成一種混合物,常壓下,它有一定的沸點（78.17 ℃）,這個沸點低于水的（100 ℃）也低于純乙醇的沸點（78.3 ℃）,所以只靠簡單蒸餾酒精,所得乙醇純度最高只能達到95.6%,尚含有4.4%的水。如果要得到含量較高的乙醇,在實驗室中常用的簡便方法是加入生石灰回流（回流是在一個可以加熱的反應容器中,把液體加熱使受熱轉化生成的蒸氣通過冷凝器冷凝又回流到原容器的操作。見圖甲）,回流之后再蒸餾,可得99.5%的乙醇,通常稱為無水乙醇。如果要得到純度更高的絕對乙醇（含乙醇99.95%）,則還要用金屬鈉進行處理,借以除去最后微量的水分。

實驗步驟:取干燥的250 mL圓底燒瓶一個,加入95%乙醇100 mL和小塊生石灰30 g,振搖后用橡皮塞塞緊,放置過夜。在燒瓶口裝上回流冷凝管,管口接一支氯化鈣干燥管（裝置見圖甲）,在水浴上加熱回流1至2小時,稍冷,取下冷凝管,改裝成蒸餾裝置（如圖乙）,再放在熱水浴中蒸餾,把最初蒸出的5 mL餾出液另外回收,然后用烘干的吸濾瓶作為接收器,其側管接一支氯化鈣干燥管,使其與大氣相通,蒸至無液滴出來為止,量取所得乙醇的體積,計算回收率。請回答:
（1）為什么回收或蒸餾時都要裝上氯化鈣干燥管?
                                                                       　。
（2）為了防止回流系統(tǒng)外部濕氣侵入,有人用塞子把冷凝管上端塞緊,這樣做是否可行,為什么?                                                                       　。
（3）無水氯化鈣常用作吸水劑,如用無水氯化鈣代替氧化鈣投入酒精中,放置過夜,然后過濾。用此方法進行本實驗制取乙醇是否可行,為什么?
                                                                       　。
（4）一般用干燥劑干燥有機物時,在蒸餾前應先過濾,但用氧化鈣制備無水乙醇時,為什么可不過濾,留在瓶中一起蒸餾?
                                                                       　。
（5）為什么最初蒸出的5 mL餾出液另外收集,它的純度是否已達99.5%?
                                                                       　。

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

由呋喃甲酸脫羧得到呋喃與丙酮在酸性條件下縮合，可得到八甲基四氧雜夸特烯。有關實驗原理及流程如下；

步驟1：呋喃的制備
在圓底燒瓶中放置4.5 g呋喃甲酸（100 ℃升華，呋喃甲酸在133 ℃熔融，230～232 ℃沸騰，并在此溫度下脫羧），按圖安裝好儀器。先大火加熱使呋喃甲酸快速熔化，然后調節(jié)加熱強度，并保持微沸，當呋喃甲酸脫羧反應完畢，停止加熱。得無色液體呋喃（沸點：31～32 ℃，易溶于水）。

步驟2：大環(huán)化合物八甲基四氧雜夸特烯的合成
在25 mL錐形瓶中加入2.7 mL 95%乙醇和1.35 mL濃鹽酸，混勻，在冰浴中冷至5 ℃以下，然后將3.3 mL丙酮和1.35 mL呋喃的混合液迅速倒入錐形瓶中，充分混勻，冰浴冷卻，靜置得一黃色蠟狀固體。過濾，并用3 mL無水乙醇洗滌，用苯重結晶，得白色結晶八甲基四氧雜夸特烯。
（1）步驟1中用大火急速加熱，其主要目的是____________________________。
（2）裝置圖中堿石灰的作用是__________________________________________；
無水氯化鈣的作用是________________________________________________。
（3）脫羧裝置中用冰鹽浴的目的是_____________________________________。
（4）合成八甲基四氧雜夸特烯加入鹽酸的目的是_________________________。
（5）確論產(chǎn)品為八甲基四氧雜夸特烯，可通過測定沸點，還可采用的檢測方法有__________________________________________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

硼位于ⅢA族，三鹵化硼是物質結構化學的研究熱點，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機合成的催化劑。
【查閱資料】①BCl3的沸點為12.5 ℃，熔點為－107.3 ℃；②2B＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑；③硼與鋁的性質相似，也能與氫氧化鈉溶液反應。
【設計實驗】　某同學設計如圖所示裝置制備三氯化硼：

請回答下列問題：
(1)常溫下，高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發(fā)生的反應可替代A裝置中的反應，兩個反應的產(chǎn)物中錳的價態(tài)相同。寫出高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸反應的離子方程式：___________________________________。
(2)E裝置的作用是_______________________________________________。
如果拆去B裝置，可能的后果是______________________________________
(3)寫出D裝置中發(fā)生反應的化學方程式：_____________________________
實驗中可以用一個盛裝________(填試劑名稱)的干燥管代替F＋G裝置，使實驗更簡便。
(4)三氯化硼遇水劇烈反應生成硼酸(H3BO3)和白霧，寫出該反應的化學方程式：__________________________________________________________；
實驗室保存三氯化硼的注意事項是_________________________________。
(5)為了順利完成實驗，正確的操作是________(填序號)，并解釋原因：________。
①先點燃A處酒精燈，后點燃D處酒精燈
②先點燃D處酒精燈，后點燃A處酒精燈
③同時點燃A、D處酒精燈
(6)請你設計一個簡易實驗，驗證制得的產(chǎn)品中是否含有硼粉：________________________________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

氯酸鎂[Mg(ClO3)2]常用作催熟劑、除草劑等，實驗室制備少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下：

已知：①鹵塊主要成分為MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等雜質。
②四種化合物的溶解度(S )隨溫度(T )變化曲線如圖所示。

（1）過濾所需要的主要玻璃儀器有           。
（2）加入BaCl2的目的是        ，加MgO后過濾所得濾渣的主要成分為            。
（3）加入NaClO3飽和溶液后發(fā)生反應的化學方程式為                             
（4）產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的測定：
步驟1：準確稱量3.50 g產(chǎn)品配成100 mL溶液。
步驟2：取10.00 mL于錐形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20 .00mL 1.000 mol·L－1的FeSO4溶液，微熱。
步驟3：冷卻至室溫，用0.100 mol·L－1 K2Cr2O7 溶液滴定剩余的Fe2＋至終點，此過程中反應的離子方程式為：Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
步驟4：將步驟2、3重復兩次，平均消耗K2Cr2O7   溶液15.00 mL。
①寫出步驟2中發(fā)生反應的離子方程式：                                        ；
②產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O的質量分數(shù)為          。

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

某研究性學習小組擬探究在含Mg2+、Al3+ 的混合溶液中滴加NaOH溶液時，生成氫氧化物沉淀的過程。
【實驗】在0.1 mol?L－1 MgSO4、0.05 mol?L－1Al2(SO4)3的混合溶液中滴加0.5 mol?L-1NaOH溶液，借助氫離子傳感器和相應分析軟件，測得溶液的pH隨NaOH溶液的加入變化情況如圖所示。

（1）為精確控制加入NaOH溶液的體積，可將NaOH溶液置于                         （填儀器名稱）中滴加。
（2）圖中有三個pH增加緩慢的階段，第一階段（a點前）對應的實驗現(xiàn)象是                                                                 。
（3）對第二階段（b、c之間）溶液pH變化緩慢的本質，小組同學做出如下推測，請補充推測2和3：
推測1：生成Mg(OH)2沉淀，消耗OH－；
推測2：                                    ；
推測3：                                           。
若推測1符合實際情況，則a點之前反應的離子方程式為                                    ，請據(jù)此描述Mg(OH)2、Al(OH)3兩種物質在水溶液中溶解性的差異                                            。
（4）請分析e點后溶液中較大量存在的含金屬元素的離子并設計實驗檢驗（可不填滿）：

較大量存在的含金屬元素的離子
檢驗方法
 
 
 
 
 
 
 

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