小王同學(xué)對(duì)化學(xué)充滿了興趣，喜歡做各種實(shí)驗(yàn)．有一次他和其它同學(xué)對(duì)鎂進(jìn)行了一些研究：
【Ⅰ】他們用砂紙打磨掉表面灰黑色的物質(zhì)，將其放入水中，未看到有明顯的現(xiàn)象，改用酒精燈加熱后，觀察到表面有大量氣泡，經(jīng)驗(yàn)是氫氣．他們又向溶液中滴加無色酚酞試液，發(fā)現(xiàn)酚酞變成紅色，說明有
OH-
OH-
產(chǎn)生．該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生和速率與
溫度
溫度
有關(guān)，許多物質(zhì)的
反應(yīng)速度
反應(yīng)速度
隨溫度的升高而增大．
【Ⅱ】該小組成員開始研究鎂帶表面的灰黑色物質(zhì)，小王大膽提出了三個(gè)假設(shè)：
假設(shè)1該物質(zhì)是MgO；假設(shè)2該物質(zhì)是Mg（OH）
2；假設(shè)3鎂可能會(huì)象銅一樣生成堿式碳酸鎂．
但其它同這立即否定了他的假設(shè)1和2，因?yàn)楦鶕?jù)所學(xué)的知識(shí)MgO，Mg（OH）
2都是
白
白
色固體．對(duì)于假設(shè)3，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下方案
| 實(shí)驗(yàn)方案 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
|
|
證明有CO32- |
| 取樣于試管，加熱 |
|
證明有氫元素 |
【III】他們?cè)谌℃V帶表面灰黑色樣品時(shí)感到比較困難，索性將表面發(fā)黑的鎂帶全部磨成粉末，放入干燥的硬質(zhì)試管中加熱，一段時(shí)間后，鎂粉突然出現(xiàn)紅熱燃燒起來，反應(yīng)停止后有少量黑色物質(zhì)A粘在試管壁上，這黑色物質(zhì)A中混有什么？他們查資料篩選出幾條有價(jià)值的信息：
（1）2Mg+CO
2=2MgO+C； （2）C+2H
2SO
4（濃）=CO
2↑+SO
2↑+H
2O；（3）SO
2+Ca（OH）
2=CaSO
3↓（白）+H
2O．
試分析A物質(zhì)為
C
C
，根據(jù)上述信息，他們又設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)，幫助他們完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
| 實(shí)驗(yàn)方案 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
| 取反應(yīng)后試管內(nèi)樣品，先滴加過量的 稀硫酸 稀硫酸 |
固體部分溶解 |
|
| 再 加熱 加熱 （填一具體的實(shí)驗(yàn)操作） |
黑色固體全部溶解 |
|
【Ⅳ】為驗(yàn)證碳和濃硫酸反應(yīng)的三種產(chǎn)物，應(yīng)將氣體通過下列三種試劑（假設(shè)每步均完全）即：
氣體→
無水硫酸銅
無水硫酸銅
→
高錳酸鉀溶液
高錳酸鉀溶液
→
澄清石灰水
澄清石灰水
；
（現(xiàn)象依次為）
白色固體變藍(lán)
白色固體變藍(lán)
、
紫紅色褪去
紫紅色褪去
、
澄清石灰水變渾濁
澄清石灰水變渾濁
【V】該興趣小組的同學(xué)進(jìn)一步又查出胃藥堿式碳酸鎂有多種不同的組成，如Mg
2（OH）
2CO
3、Mg
4（OH）
2（CO
3）
3、Mg
5（OH）
2（CO
3）
4等．小紅同學(xué)為確定堿式碳酸鎂的組成，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)步驟（1）按圖組裝置后，首先進(jìn)行的操作是
檢查裝置的氣密性
檢查裝置的氣密性
．E處干燥管內(nèi)盛放的藥品是
堿石灰
堿石灰
，其作用是
防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置
防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置
．
實(shí)驗(yàn)步驟（2）稱取樣品31g，并將其放入硬質(zhì)玻璃管中，稱量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質(zhì)量為87.6g，裝堿石灰的U型管D的質(zhì)量為74.7g．
實(shí)驗(yàn)步驟（3）打開活塞
K1K2
K1K2
，關(guān)閉
K3
K3
，緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘．
實(shí)驗(yàn)步驟（4）關(guān)閉活塞
K1K2
K1K2
，打開
K3
K3
，點(diǎn)燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體為止．
實(shí)驗(yàn)步驟（5）打開活塞K1，緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，然后拆下裝置，稱得洗氣瓶C的質(zhì)量為89.4g，U型管D的質(zhì)量為87.9g，則該堿式碳酸鎂的化學(xué)式為
Mg4（OH）2CO3
Mg4（OH）2CO3
．
【Ⅵ】小明認(rèn)為其化學(xué)式可用Mgx（OH）
2（CO
3）y表示，根據(jù)化合價(jià)規(guī)律，x和y的關(guān)系是
x=y+1
x=y+1
，寫出該物質(zhì)分解的方程式：
Mgx（OH）
2（CO
3）
yxMgO+H
2O+yCO
2↑
Mgx（OH）
2（CO
3）
yxMgO+H
2O+yCO
2↑
小明設(shè)計(jì)了兩套方案（忽略裝置中原來的氣體）
方案I：只測(cè)定分解后生成的水，連接方案是A→C→B，則C中盛放的藥品是
濃硫酸
濃硫酸
，B中盛放的藥品是
氯化鈣固體
氯化鈣固體
方案II：只測(cè)定分解生成的CO
2的質(zhì)量，連接方案是A→C→B→C，則B中的藥品是
堿石灰
堿石灰
，最后連接的C中的藥品是
氫氧化鈉溶液
氫氧化鈉溶液
請(qǐng)你設(shè)計(jì)出更簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法
加熱堿式碳酸鎂稱量反應(yīng)前后固體質(zhì)量
加熱堿式碳酸鎂稱量反應(yīng)前后固體質(zhì)量
．
若取樣品7.88克，方案I測(cè)得生成水0.36g，方案II測(cè)得生成CO
2 3.52g，請(qǐng)你選擇實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算得出堿式碳酸鎂的化學(xué)式．
階梯計(jì)算系列答案