Question

兴趣小组在课外实验中意外发现：将镁条放入Na₂CO₃溶液中，快速产生较多气泡，有白色沉淀生成。小组同学对此进行了系列探究活动。

（探究1）：反应产生的气体是什么？

（作出猜想）作出如下猜想：①氢气；②二氧化碳；③氢气和二氧化碳。

（实验1）取适量镁条、100 mL Na₂CO₃溶液于反应装置A中，按如图所示方案进行实验，B中石灰水不变浑浊；C处气体燃烧，烧杯内壁有水珠。说明猜想_____正确。

小组同学讨论认为，上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠，且仍能一次性地验证三个猜想，只需在图所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是_________。

 

（探究Ⅱ）：快速产生气体的原因是什么？

（查阅资科）镁与水缓慢反应生成氢气：Na₂CO₃溶液显碱性，其溶液中除Na⁺、CO₃^2﹣外，还有OH^-。

（作出猜想）可能是Na₂CO₃溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。

（实验2）按图2所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡，H中快速产生较多气泡，说明是CO₃^2﹣而不是Na⁺、OH^﹣促进了镁与水的反应。

 

（1）G中实验的作用是_________。

（2）试剂X是_________。

探究Ⅲ：反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO₃？

（实验3）取实验1反应生成的沉淀于试管中，加入试剂Y，根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO₃。试剂Y及实验现象为______，该化学反应的基本类型_______。

反思交流：有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发，通过深入研究而实现的。

Answer

① 在B、C装置之间添加干燥装置（加浓硫酸、生石灰也可） 对比作用 氢氧化钠（正确化学式也可） 试剂Y是稀盐酸，有气体产生且能使澄清石灰水变浑浊 复分解反应

【解析】

[实验1]

B中石灰水不变浑浊说明不含二氧化碳，C处气体燃烧，烧杯内壁有水珠说明含有氢气，故猜想①正确。

“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠，这是因为反应从液体中发生且生成气体从溶液中逸出，所以不能说明是因为生成了氢气。你的改进方案是在BC之间增加干燥装置（加浓硫酸、生石灰也可）。

[实验2]

(1)G中实验的作用是对比，对比碳酸根离子和氢氧根离子存在和不存在的影响大小。

(2)试剂X是要确定氢氧根离子的影响的，所以是氢氧化钠溶液。

[实验3]

取实验1反应生成的沉淀于试管中，加入试剂Y，根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3。由于给出的结论是碳酸镁，所以应该加入稀盐酸，有气体产生且该气体能使澄清石灰水变浑浊，该反应为碳酸镁和盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水，属于复分解反应。