问题 实验题

(15分)资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。

实验I:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液的浅红色加深。

(1)该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测:

猜测1:白色不溶物可能为        

猜测2:白色不溶物可能为MgCO3

猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁[xMg(OH)2•yMgCO3]

(2)为了确定产物成份(包括产生的气体、白色不溶物及溶液中溶质),进行以下定性实验。请填写表中空白:

实验序号实  验实验现象结  论
实验Ⅱ将实验I中收集到的气体点燃安静燃烧,火焰呈淡蓝色气体成分为        
实验Ⅲ将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤,取少量加入足量       

        

白色不溶物中含有MgCO3
实验Ⅳ取实验Ⅲ中的滤液,向其中加入适

     稀溶液

产生白色沉淀,溶液红色变浅溶液中存在CO32离子
(3)为进一步确定实验I中白色不溶物的成分,进行以下定量实验,装置如图所示:

称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g,装置B增重1.76 g。

①装置C的作用是                                                   

②白色不溶物的化学式为                      

(4)根据以上(2)及(3)的定性定量实验,写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式

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答案

(1)猜测1: Mg(OH)2(2分)

(2)①氢气(或H2)(1分)               

②稀盐酸(合理均可)(2分) 

③产生气泡,沉淀全部溶解 (2分)  

④CaCl2或BaCl2(2分)

(3)①防止空气中的水蒸气和CO2进入装置B中,影响实验结果(2分)

②Mg(OH)2•2MgCO3 或  Mg3(OH)2(CO3)2 (2分)     

(4)3Mg+4NaHCO3+2H2O= Mg(OH)2• 2MgCO3↓+2Na2CO3+3H2↑(2分)

题目分析:⑴根据猜测2、3的内容可确定猜测1为“白色不溶物可能为Mg(OH)2”;

⑵实验Ⅱ:根据气体的火焰呈淡蓝色,可确定气体的成分为氢气;

实验Ⅲ:结合Mg(OH)2、MgCO3的性质,可用稀盐酸等与其反应,若产生气泡,且沉淀全部溶解,说明白色不溶物中含有MgCO3

实验Ⅳ:要证明溶液中存在CO32离子,可向实验Ⅲ的滤液中加入CaCl2或BaCl2,观察是否产生白色沉淀来证明;

⑶①装置末端用碱石灰吸收空气中水蒸气和CO2,防止其进入装置B中,影响实验结果;

②根据xMg(OH)2•yMgCO3的灼烧反应:xMg(OH)2•yMgCO3(x+y)MgO+xH2O+yCO2

有n(H2O)=;n(CO2)=,则x:y=1:2,即得白色不溶物的化学式为Mg(OH)2•2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2

⑷综上可得该反应的反应物有Mg、NaHCO3,生成物有Mg(OH)2• 2MgCO3、Na2CO3、H2,最后根据观察法将其配平。

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