8.擷秀化學興趣小組為驗證質(zhì)量守恒定律,利用圖1裝置做了鎂粉在空氣中燃燒的實驗,該實驗中氣球的作用形成密閉體系,平衡裝置內(nèi)外氣壓;實驗結(jié)束后,小明發(fā)現(xiàn)鎂粉在空氣中充分燃燒,產(chǎn)物中還有少量黃色固體.
為了弄清黃色固體的成分,他進行如下實驗研究:

【查閱資料1】
①氧化鎂為白色固體,與水反應只生成氫氧化鎂
②鎂能與氮氣劇烈反應生成黃色的氮化鎂(Mg3N2)固體
③氮化鎂可與水劇烈反應產(chǎn)生氨氣,該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍
④氫氧化鈉(NaOH)易與二氧化碳反應.
【設(shè)計實驗】小明設(shè)計如下實驗驗證黃色固體為Mg3N2,請完成下列實驗報告.
操作步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
取少量黃色固體于試管中,加入適量的水,
并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口
試管中產(chǎn)生氣泡,濕潤的紅色石蕊試紙變藍黃色固體為Mg3N2
【交流與思考】
該興趣小組同學發(fā)現(xiàn)久置的鎂條上有一層灰黑色的“外衣”.這層灰黑色的外衣是什么物質(zhì)呢?他們一起進行實驗探究.
【提出猜想】猜想1:灰黑色固體可能是MgO;
猜想2:灰黑色固體可能是Mg2(OH)2CO3,
猜想3:灰黑色固體可能是Mg(OH)2
小紅認為猜想1是錯誤的,其理由是氧化鎂為白色固體
【查閱資料2】
①Mg(OH)2受熱分解產(chǎn)生兩種氧化物.    ②Mg2(OH)2CO3受熱分解產(chǎn)生三種氧化物.
【實驗探究】小亮利用圖2裝置進行實驗:
實驗中發(fā)現(xiàn)試管口有液滴出現(xiàn).說明有H2O(填化學式,下同)生成,澄清的石灰水變渾濁,說明有CO2生成.同時試管內(nèi)生成白色固體.
【實驗分析】實驗后,小亮認為猜想3是錯誤的,其理由是石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成,而氫氧化鎂中不含有碳元素.
該興趣小組同學為進一步驗證猜想2,用圖3所示的裝置進行實驗,
其中左瓶中的溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳;經(jīng)過近一個
月的觀察,試管中鎂條表面仍為白色.由此可知:猜想2成立.
請寫出Mg2(OH)2CO3受熱分解的化學方程式Mg2(OH)2C03$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H2O+CO2↑.

分析 鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂;
氧化鎂是白色固體;
水蒸氣遇冷變成小液滴;
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁;
化學反應前后,元素種類不變;
根據(jù)反應的特點,分析反應的生成物,完成反應化學方程式的書寫.

解答 解:實驗中,氣球的作用是形成密閉體系,平衡裝置內(nèi)外氣壓.
故填:形成密閉體系,平衡裝置內(nèi)外氣壓.
【設(shè)計實驗】
實驗報告如下表所示:

操作步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
取少量黃色固體于試管中,加入適量水,加熱,并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口試管中產(chǎn)生氣泡,濕潤的紅色石蕊試紙變藍黃色固體為Mg3N2
【提出猜想】
不可能是氧化鎂的理由是氧化鎂為白色固體.
故填:氧化鎂為白色固體.
【實驗探究】
發(fā)現(xiàn)試管口有液滴出現(xiàn),說明有H2O生成,澄清石灰水變渾濁,說明有CO2生成,同時試管內(nèi)生成白色固體.
故填:H2O;CO2
【實驗分析】
小紅的猜想也是錯誤的理由是:石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成,而氫氧化鎂中不含有碳元素;
其中左瓶中的NaOH溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳;
Mg2(OH)2C03加熱分解的產(chǎn)生均為氧化物,則分解生成MgO、H2O、CO2三種物質(zhì)其方程是為:Mg2(OH)2C03$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H2O+CO2↑.
故填:石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成,而氫氧化鎂中不含有碳元素;吸收空氣中的二氧化碳;Mg2(OH)2C03$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H2O+CO2↑.

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn),因此要學會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗,為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ).

練習冊系列答案
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