Question

某研究性學(xué)習(xí)小組將一定濃度的Na₂CO₃溶液滴入MgSO₄溶液中得到白色沉淀．甲同學(xué)認為兩者反應(yīng)只生成MgCO₃一種沉淀；乙同學(xué)認為這兩者相互促進水解，只生成Mg（OH）₂一種沉淀；丙同學(xué)認為生成MgCO₃和Mg（OH）₂兩種沉淀．（查閱資料知：MgCO₃和Mg（OH）₂均不帶結(jié)晶水）
（1）按照乙同學(xué)的理解Na₂CO₃溶液和MgSO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

；
在探究沉淀物成分前，須將沉淀從溶液中分離并凈化．具體操作為①過濾�、谙礈臁、鄹稍铮�
（2）請用如圖所示裝置，選擇合適的實驗裝置和必要的試劑，證明沉淀物中只有碳酸鎂．

①各裝置連接順序為

 

（用裝置編號表示）；
②裝置C中裝有試劑的名稱是

 

；
③能證明生成物中只有MgCO₃的實驗現(xiàn)象是

 

．
（3）若Mg（OH）₂和MgCO₃兩者都有，可通過所示裝置的連接，進行定量分析來測定其組成．

①實驗結(jié)束時通入過量的空氣的作用是

 

．
②A裝置和E裝置的共同作用是

 

．
③實驗過程中測定的數(shù)據(jù)有：W₁：樣品的質(zhì)量，W₂：反應(yīng)后裝置B中殘渣的質(zhì)量，W₃：反應(yīng)生成水的質(zhì)量，W₄：反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，為了測定其組成，至少需要其中

 

個數(shù)據(jù)，請將可能的組合填入下表中（每個空格中填一種組合）．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）乙同學(xué)的認為：這兩者相互促進水解反應(yīng)，生成Mg（OH）₂一種沉淀，則硫酸鎂和碳酸鎂相互促進水解生成氫氧化鎂沉淀、硫酸鈉和二氧化碳；
（2）加熱碳酸鎂時，碳酸鎂分解生成氧化鎂、二氧化碳，加熱氫氧化鎂時，氫氧化鎂分解生成氧化鎂和水，水可以用無水硫酸銅檢驗，二氧化碳可以用澄清石灰水檢驗；
（3）①利用空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳趕出而被吸收裝置完全吸收；
②空氣中含有較多的水蒸氣和二氧化碳，能對實驗造成干擾；
③要測定其組成，只要知道樣品質(zhì)量、殘渣質(zhì)量、水的質(zhì)量、二氧化碳的質(zhì)量中的兩種即可．

解答： 解：（1）乙同學(xué)的認為：這兩者相互促進水解反應(yīng)，生成Mg（OH）₂一種沉淀，則硫酸鎂和碳酸鎂相互促進水解生成氫氧化鎂沉淀、硫酸鈉和二氧化碳，反應(yīng)方程式為：Na₂CO₃+MgSO₄+H₂O═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄+CO₂↑，
故答案為：Na₂CO₃+MgSO₄+H₂O═Mg（OH）₂↓+Na₂SO₄+CO₂↑；
（2）①利用加熱的方法檢驗，Mg（OH）₂和MgCO₃加熱分解得到MgO、H₂O和CO₂，若有Mg（OH）₂可用無水硫酸銅檢驗，若有MgCO₃可用澄清的石灰水檢驗產(chǎn)生的二氧化碳，即裝置的連接順序為A→C→B，
故答案為：A；C；B；
②水能使無色的無水硫酸銅變藍，所以要檢驗水蒸氣要用無水硫酸銅檢驗，C中盛放的固體是無水硫酸銅，故答案為：無水硫酸銅；
③如果只含碳酸鎂，則碳酸鎂分解生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，沒有氫氧化鎂，則氣體中沒有水蒸氣，則無水硫酸銅不變藍，
故答案為：裝置B中澄清石灰水變渾濁，裝置C中無色硫酸銅不變藍色；
（3）①應(yīng)用空氣將裝置中的水蒸氣和二氧化碳吹出被吸收裝置完全吸收，防止殘留的水蒸氣和二氧化碳導(dǎo)致測量不準確，故答案為：用空氣將裝置B中的滯留的水蒸氣和二氧化碳吹入后面的吸收裝置中以完全吸收；
②堿石灰能吸收空氣中的二氧化碳和水制取，防止對實驗造成干擾，
故答案為：吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳防止對實驗造成干擾；
③要測定其組成，只要知道樣品質(zhì)量、殘渣質(zhì)量、水的質(zhì)量、二氧化碳的質(zhì)量中的兩種即可，再結(jié)合物質(zhì)間的關(guān)系計算即可確定，所以至少需要其中2個數(shù)據(jù)，其可能組合為：

W1 W2

W1  W3

W1  W4

W2  W3

W2  W4

W3  W4

故答案為：2；

W1 W2

W1  W3

W1  W4

W2  W3

W2  W4

W3  W4

．

點評：本題考查了實驗方案設(shè)計，明確實驗原理是解本題關(guān)鍵，結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)來分析解答，知道常見物質(zhì)的檢驗方法、實驗裝置連接順序，同時考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及思考問題縝密性，難度中等．