Question

5．資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)會(huì)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，探究分析反應(yīng)的產(chǎn)物．
查閱資料知：①M(fèi)gCO₃和Mg（OH）₂均為白色不溶物．
②酚酞遇碳酸氫鈉溶液呈淺紅色，酚酞遇碳酸鈉溶液呈紅色．
（1）提出假設(shè)：
實(shí)驗(yàn)I：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，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，溶液由淺紅色變成了紅色．
該同學(xué)對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測(cè)：
猜測(cè)1：白色不溶物可能是MgCO₃
猜測(cè)2：白色不溶物可能是Mg（OH）₂
猜測(cè)3：白色不溶物可能是MgCO₃和Mg（OH）₂．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定產(chǎn)物并驗(yàn)證猜測(cè)：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	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H2
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	取實(shí)驗(yàn)I中少量的白色不溶物，加入足量的稀鹽酸	產(chǎn)生大量氣泡	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	產(chǎn)生白色沉淀	澄清液中含有的溶質(zhì)是碳酸鈉（Na2CO3）

（3）為進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)I的反應(yīng)產(chǎn)物，又設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案（如圖）．
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如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置C中堿石灰的作用是阻止空氣中二氧化碳和水進(jìn)入B中．
②稱(chēng)取實(shí)驗(yàn)Ⅰ中所得的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，請(qǐng)分析數(shù)據(jù)并結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的結(jié)論，該白色不溶物除含碳酸鎂外還含有氫氧化鎂Mg（OH）₂，它們的質(zhì)量比為84：29．

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(huì)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(huì)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(gè)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(shū)寫(xiě)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(huì)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(huì)生成白色的碳酸鈣沉淀，所以

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	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H2
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	取實(shí)驗(yàn)I中少量的白色不溶物，加入足量的 稀鹽酸	產(chǎn)生大量氣泡	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	產(chǎn)生白色沉淀	澄清液中含有的溶質(zhì)是 碳酸鈉（Na2CO3）

（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(gè)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
 $\frac{84}{x}=\frac{44}{8.8g}$
  x=16.8g
所以生成氫氧化鎂的質(zhì)量為：22.6g-16.8g=5.8g
它們的質(zhì)量比為：16.8g：5.8g=84：29．
答案：
（1）MgCO₃和Mg（OH）₂；
（2）稀鹽酸； 產(chǎn)生大量氣泡；碳酸鈉（Na₂CO₃）；
（3）①阻止空氣中二氧化碳和水進(jìn)入B中；②氫氧化鎂Mg（OH）₂；84：29

點(diǎn)評(píng) 本題難度較大，考查全面，從定性和定量?jī)蓚�(gè)方面確定物質(zhì)的種類(lèi)，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(huì)生成氫氣等知識(shí)進(jìn)行分析．