Question

資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生大量氣體和白色不溶物。某同學設計了如下實驗方案并驗證產物、探究反應原理。

(1)提出假設

實驗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，產生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅變紅。

該同學對反應中產生的白色不溶物做出如下猜測：

猜測1：白色不溶物可能為________________。

猜測2：白色不溶物可能為MgCO3。

猜測3：白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2]。

(2)設計定性實驗確定產物并驗證猜測：

實驗序號	實驗	實驗現象	結論
實驗Ⅱ	將實驗Ⅰ中收集到的氣體點燃	能安靜燃燒、產生淡藍色火焰	①氣體成分為________
實驗Ⅲ	②取實驗Ⅰ中的白色不溶物，洗滌，加入足量________	③________________ __________________ __________________	白色不溶物可能含有MgCO3
實驗Ⅳ	取實驗Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液	產生白色沉淀	④溶液中存在________

 

(3)為進一步確定實驗Ⅰ的產物，設計定量實驗方案，如圖所示：

 

稱取實驗Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6 g，充分加熱至不再產生氣體為止，并使分解產生的氣體全部進入裝置A和B中。實驗后裝置A增重1.8 g，裝置B增重8.8 g，試確定白色不溶物的化學式：__________________________ ______________________________________________。

(4)請結合化學用語和化學平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應產生大量氣泡和白色不溶物的原因：____________________________________。

 

Answer 1

　(1)Mg(OH)2

(2)①氫氣　②稀鹽酸(合理均可)　③產生氣泡，沉淀全部溶解　④CO32—

(3)2MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH)2·2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2

(4)NaHCO3溶液中存在平衡：HCO32—H＋＋CO32—、H2OH＋＋OH－；Mg和H＋反應生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、CO32—反應生成難溶物Mg(OH)2·2MgCO3，則H＋、OH－、CO32—的濃度均減小，促使上述兩平衡均向右移動

【解析】　(1)鎂與飽和碳酸氫鈉溶液的反應，生成H2和白色不溶物，白色不溶物可能是Mg(OH)2或MgCO3或[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)能安靜燃燒、產生淡藍色火焰的是氫氣；MgCO3中加入稀鹽酸，沉淀全部溶解，產生氣泡；加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，證明含有CO32—。(3)濃硫酸增重說明生成物中有H2O，堿石灰增重說明生成物中有CO2，且Mg(OH)2與MgCO3的物質的量之比為1∶2。(4)溶液中存在HCO3—H＋＋CO32—和H2OH＋＋OH－，Mg與H＋反應生成H2和Mg2＋，Mg2＋與CO32—、OH－反應生成沉淀Mg(OH)2·2MgCO3，兩平衡均正向移動。