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。某同學通過如下實驗探究反應原理并驗證產物。
實驗I：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的燒杯中，迅速反應，產生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深。

（1）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：白色不溶物可能為堿式碳酸鎂[yMg(OH)₂•xMgCO₃]

（2）為了確定產物，進行以下定性實驗：

實驗序號	實   驗	實驗現(xiàn)象	結   論
實驗Ⅱ	將實驗I中收集到的氣體點燃	安靜燃燒， 火焰呈淡藍色	氣體成分為 　   ①
實驗Ⅲ	將實驗I中的白色不溶物濾出、洗滌，取少量加入足量    ②	③	白色不溶物中含有MgCO3
實驗Ⅳ	取實驗Ⅲ中的濾液，向其中加入適 量　 ④　   稀溶液	產生白色沉淀，溶液紅色變淺	溶液中存在CO32- 離子

實驗Ⅲ中洗滌的操作方法是                                   。

（3）為進一步確定實驗I的白色不溶物的成分，進行以下定量實驗，裝置如圖所示：

稱取干燥、純凈的白色不溶物 4.52 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0.36 g，裝置B增重1.76 g。

裝置C的作用是                                                    ；

白色不溶物的化學式為　　　　　　　　               。
（4）寫出鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應的化學方程式                                 。

Answer 1

【答案】（1）猜測1： Mg(OH)₂（1分）
（2）（每空1分）①氫氣（或H₂）　               ②稀鹽酸（合理均可）　

③產生氣泡，沉淀全部溶解　     ④CaCl₂或BaCl₂

用玻璃棒引流，向過濾器（或漏斗）中注入蒸餾水至浸沒沉淀，等水自然流盡后，

重復2~3遍（2分)

（3）防止空氣中的水蒸氣和CO₂進入裝置B中，影響實驗結果（2分)

Mg(OH)₂•2MgCO₃　或　　Mg₃(OH)₂(CO₃)₂�。�2分)　　　　　
（4）3Mg+4NaHCO₃+2H₂O= Mg(OH)₂• 2MgCO₃↓+2Na₂CO₃+3H₂↑（2分)

【解析】（1）根據(jù)原子守恒，溶液中含有鎂、碳、氫、氧、鈉元素，結合反應現(xiàn)象：猜測1：白色不溶物可能為Mg(OH)₂。

（2）為了確定產物，進行以下定性實驗：

實驗序號	實   驗	實驗現(xiàn)象	結   論
實驗Ⅱ	將實驗I中收集到的氣體點燃	安靜燃燒， 火焰呈淡藍色	氣體成分為氫氣
實驗Ⅲ	將實驗I中的白色不溶物濾出、洗滌，取少量加入足量稀鹽酸等	沉淀全部溶解，有氣泡產生	白色不溶物中含有MgCO3
實驗Ⅳ	取實驗Ⅲ中的濾液，向其中加入適 量CaCl2或BaCl2稀溶液	產生白色沉淀，溶液紅色變淺	溶液中存在CO32- 離子

實驗Ⅲ中洗滌的操作方法是用玻璃棒引流，向過濾器（或漏斗）中注入蒸餾水至浸沒沉淀，等水自然流盡后，重復2~3遍。

（3）由裝置A增重0.36 g得水為0.02mol即氫氧化鎂為0.02mol，裝置B增重1.76 g得出二氧化碳為0.04mol,即碳酸鎂為0.04mol，則白色不溶物的化學式為Mg(OH)₂•2MgCO₃。
（4）則鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應的化學方程式3Mg+4NaHCO₃+2H₂O= Mg(OH)₂• 2MgCO₃↓+2Na₂CO₃+3H₂↑。