Question

20．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)將打磨過(guò)的鎂條投入到滴有酚酞的飽和NaHCO₃溶液中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)迅速，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深．該小組同學(xué)對(duì)白色不溶物的成分進(jìn)行了探究和確定．
I．提出假設(shè)：
（1）甲同學(xué)：可能只是MgCO₃；
乙同學(xué)：可能只是Mg（OH）₂；
丙同學(xué)：可能是：xMgCO₃•yMg（OH）₂．
（2）在探究沉淀成分前，需將沉淀從溶液中過(guò)濾、洗滌、低溫干燥．洗滌沉淀的操作方法是向過(guò)濾器（或漏斗）中沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后重復(fù)操作2〜3次．
（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明乙同學(xué)的假設(shè)是錯(cuò)誤的取沉淀物少許于試管中，加入足量稀鹽酸（或稀硫酸、稀硝酸）時(shí)全部溶解，并產(chǎn)生氣泡．
Ⅱ．定量實(shí)驗(yàn)探究：取一定量已干燥過(guò)的沉淀樣品，利用下列裝置測(cè)定其組成（部分固定夾持裝置未畫出），經(jīng)實(shí)驗(yàn)前后對(duì)比各裝置的質(zhì)量變化來(lái)分析沉淀樣品的組成，得出丙同學(xué)的假設(shè)是正確的．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（4）寫出xMgCO₃•yMg（OH）₂受熱分解的化學(xué)方程式xMgCO₃•yMg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）MgO+xCO₂↑+yH₂O．（用x、y表示）
（5）①合理的實(shí)驗(yàn)裝置連接順序?yàn)椋篊→A→B→D→．（各裝置只使用一次）
②實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，當(dāng)裝置B中無(wú)氣泡冒出（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）時(shí)，停止加熱，說(shuō)明沉淀樣品完全分解；然后打開(kāi)E處的活塞，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是將裝置中生成的CO₂和水蒸氣排入后續(xù)裝置．
③指導(dǎo)老師認(rèn)為在上述實(shí)驗(yàn)裝置末端還需再連接一個(gè)裝置D，若無(wú)此裝置，．則會(huì)使測(cè)出的x：y的值（填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）打磨過(guò)的鎂條投入到滴有酚酞的飽和NaHCO₃溶液中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)迅速，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以判斷物質(zhì)的組成情況；
（2）洗滌沉淀應(yīng)在過(guò)濾器中洗滌；
（3）取沉淀物少許于試管中，加入稀鹽酸時(shí)固體溶解，產(chǎn)生大量氣泡，證明含碳酸鎂沉淀；
Ⅱ．取一定量已干燥過(guò)的沉淀樣品，利用下列裝置測(cè)定其組成（部分固定夾持類裝置未畫出），經(jīng)實(shí)驗(yàn)前后對(duì)比各裝置的質(zhì)量變化來(lái)分析沉淀的組成，得出丙同學(xué)的假設(shè)是正確的，可能是xMgCO₃•yMg（OH）₂，空氣通過(guò)堿石灰除去水蒸氣和二氧化碳后通過(guò)a加熱沉淀樣品，通入裝置B中的濃硫酸吸收水蒸氣，通過(guò)裝置D中的堿石灰吸收生成的二氧化碳；
（4）xMgCO₃•yMg（OH）₂受熱分解生成二氧化碳、氧化鎂和水，結(jié)合原子守恒配平書(shū)寫化學(xué)方程式；
（5）①取一定量已干燥過(guò)的沉淀樣品，利用下列裝置測(cè)定其組成（部分固定夾持裝置未畫出），經(jīng)實(shí)驗(yàn)前后對(duì)比各裝置的質(zhì)量變化來(lái)分析沉淀樣品的組成，得出丙同學(xué)的假設(shè)是正確的，空氣通過(guò)裝置C中堿石灰除去水蒸氣和二氧化碳后，通過(guò)A加熱沉淀樣品，通入裝置B中的濃硫酸吸收水蒸氣，通過(guò)裝置D中的堿石灰吸收生成的二氧化碳；
②說(shuō)明固體已分解完全的現(xiàn)象是裝置B中無(wú)氣泡冒出，打開(kāi)E處的活塞，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是排出裝置內(nèi)的空氣，避免影響生成的水蒸氣和二氧化碳的質(zhì)量來(lái)判斷分析沉淀的組成；
③上述實(shí)驗(yàn)裝置中末端還需再連接一個(gè)D裝置，若無(wú)此裝置，看氣質(zhì)的二氧化碳、水蒸氣會(huì)進(jìn)入裝置D測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量偏大；

解答 解：Ⅰ．（1）白色固體可能是MgCO₃，白色固體可能是Mg（OH）₂，白色固體可能是MgCO₃和Mg（OH）₂．故答案為：Mg（OH）₂；
（2）洗滌沉淀的操作方法是：向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2～3次，
故答案為：向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流下后，重復(fù)操作2～3次；
（3）取沉淀物少許于試管中，加入稀鹽酸時(shí)固體溶解，產(chǎn)生大量氣泡，則證明含MgCO₃，不能只是氫氧化鎂沉淀，
故答案為：乙同學(xué)；
Ⅱ．（4）xMgCO₃•yMg（OH）₂受熱分解生成二氧化碳、氧化鎂和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：xMgCO₃•yMg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）MgO+xCO₂↑+yH₂O，
故答案為：xMgCO₃•yMg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$（x+y）MgO+xCO₂↑+yH₂O；
（5）①取一定量已干燥過(guò)的沉淀樣品，利用下列裝置測(cè)定其組成（部分固定夾持類裝置未畫出），經(jīng)實(shí)驗(yàn)前后對(duì)比各裝置的質(zhì)量變化來(lái)分析沉淀的組成，得出丙同學(xué)的假設(shè)是正確的，可能是xMgCO₃•yMg（OH）₂，空氣通過(guò)裝置C中堿石灰除去水蒸氣和二氧化碳后，通過(guò)A加熱沉淀樣品，通入裝置B中的濃硫酸吸收水蒸氣，通過(guò)裝置D中的堿石灰吸收生成的二氧化碳，實(shí)驗(yàn)中合理的連接順序?yàn)椋篊ABD，
故答案為：CABD；
②實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，當(dāng)B裝置中無(wú)氣泡冒出，停止加熱，說(shuō)明固體已分解完全；打開(kāi)f處的活塞，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是排出裝置中的CO₂和水蒸氣，故答案為：無(wú)氣泡冒出；排出裝置中的CO₂和水蒸氣；
③在上述實(shí)驗(yàn)裝置中末端還需再連接一個(gè)D裝置，若無(wú)此裝置，測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量會(huì)偏大，使得碳酸鎂質(zhì)量增大，會(huì)使測(cè)出的x：y的值偏大，
故答案為：偏大；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)組成和含量的測(cè)定，物質(zhì)成分和實(shí)驗(yàn)操作的理解應(yīng)用、主要是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．