Question

資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)時(shí)會(huì)生成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)方案來驗(yàn)證產(chǎn)物、探究反應(yīng)原理．
（1）提出假設(shè)
實(shí)驗(yàn)1：用砂紙去掉鎂條表面的氧化膜，將其放入盛有適量滴有酚酞試液的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中，迅速反應(yīng)，生成大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅色變成紅色．
該同學(xué)對(duì)反應(yīng)中生成的白色不溶物進(jìn)行如下猜想：
猜想1：白色不溶物可能是

Mg（OH）₂

；
猜想2：白色不溶物可能是MgC0₃；
猜想3：白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO₃?yMg（OH）₂]．
（2）設(shè)計(jì)定性實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)物并驗(yàn)證猜想：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	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	氣體成為 ①氫氣
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的白色不溶物，洗滌， 加入足量 ②稀鹽酸	③產(chǎn)生氣體沉淀全部溶解	白色不溶物可能是MgCO3
實(shí)驗(yàn)Ⅳ	取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中的澄清溶液， 向其中加入少量稀CaCl2溶液	產(chǎn)生白色沉淀	溶液中存在 ④CO32-

（3）為進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)Ⅰ的產(chǎn)物，設(shè)計(jì)了如下的定量實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：
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，并將分解產(chǎn)生的氣體全部通入上述裝置中．實(shí)驗(yàn)前后裝置A的質(zhì)量增加1.8g，裝置B的質(zhì)量增加8.8g，試確定白色不溶物的化學(xué)式：

Mg（OH）₂（CO₃）₂或2MgCO₃?Mg（OH）₂

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)猜測(cè)可知白色不溶物可能是Mg（OH）₂ 或MgCO₃或Mg（OH）₂ 、MgCO₃；
（2）依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ的現(xiàn)象分析，鎂條和碳酸氫鈉溶液迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，可以說明鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)能生成一種無色氣體和一種白色不溶物；氣體安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，說明該氣體具有可燃性，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變分析出是氫氣；
依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ的推斷分析，加入一種試劑產(chǎn)生氣泡可知碳酸鹽與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，所以加入的是酸，有氣泡產(chǎn)生，說明含有碳酸鎂；加入鹽酸沉淀碳酸鎂全部溶解；
依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅳ加入氯化鈣生成沉淀證明含有碳酸根離子；
（3）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，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計(jì)算出碳酸鎂的質(zhì)量，剩余的就是氫氧化鎂的質(zhì)量；

解答：解：（1）依據(jù)猜測(cè)可知白色不溶物可能是Mg（OH）₂ 或MgCO₃或Mg（OH）₂ 、MgCO₃，故答案為：Mg（OH）₂ ；
（2）迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，可以說明鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)能生成一種無色氣體和一種白色不溶物；氣體安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，說明該氣體具有可燃性，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變，該氣體可能是氫氣或一氧化碳，如果測(cè)定是一氧化碳時(shí)，燃燒后需要用到澄清石灰水，所以該氣體是氫氣；
依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ的推斷分析，加入一種試劑產(chǎn)生氣泡可知碳酸鹽與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，所以加入的是酸，有氣泡產(chǎn)生，說明含有碳酸鎂；加入鹽酸沉淀碳酸鎂全部溶解；
依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅳ加入氯化鈣生成沉淀證明含有碳酸根離子，
故答案為：氫氣；稀鹽酸；產(chǎn)生氣泡沉淀全部溶解；CO₃^2-；
（3）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，所以生成二氧化碳的質(zhì)量為8.8g，設(shè)生成8.8g二氧化碳，需要碳酸鎂的質(zhì)量為X則：
MgCO₃+2HCl═MgCl₂+H₂O+CO₂↑
84                   44
X                    8.8g
根據(jù)：

84

44

=

x

8.8

解得X=16.8g，所以含有氫氧化鎂質(zhì)量為：22.6g-16.8g=5.8g；
碳酸鎂和氫氧化鎂物質(zhì)的量之比為：

16.8g

84g/mol

：

5.8g

58g/mol

=0.2：0.1=2：1，白色不溶物的化學(xué)式為Mg（OH）₂（CO₃）₂或2MgCO₃?Mg（OH）₂，
故答案為：Mg（OH）₂（CO₃）₂或2MgCO₃?Mg（OH）₂ ；

點(diǎn)評(píng)：本題難度較大，考查全面，從定性和定量?jī)蓚�(gè)方面測(cè)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)生成氫氣，題目難度較大．