Question

小华在做实验时，不小心将镁条掉到碳酸钠溶液中，发现产生大量的气泡和白色不溶物。他非常好奇，和同学们一起进行了如下的探究。

[问题一]镁条与碳酸钠溶液反应产生的气体是什么?

[作出猜想]猜想1:可能是二氧化碳;

猜想2:可能是氢气。

同学们作出以上猜想的依据是__________。

[设计实验]

实验步骤	实验现象	实验结论
将产生的气体通入澄清的石灰水中	_________	猜想1错误
将产生的气体验纯后点燃	________	猜想2正确

[问题二 ]镁条 与碳酸钠溶液反应产生的白色不溶物是什么?

[查阅资料]①Mg(OH)₂难溶于水，MgCO₃微溶于水，它们受热都会分解成两种氧化物。

②白色的无水硫酸铜遇水变蓝色。

[作出猜想]甲同学猜想:是Mg(OH)₂;

乙同学猜想:是MgCO₃;

丙同学猜想:是Mg(OH)₂和MgCO₃的混合物。

[进行实验]取白色不溶物放入试管中，滴加足量的稀盐酸，观察到有气泡产生，得出______同学的猜想不正确。写出产生该现象的化学方程式__________。

小明通过进一步的实验得 出丙同学的猜想正确。他的实验操作及现象是___________。

[问题三 ]镁条与碳酸钠溶 液反应快速产生大量气泡的原因是什么?

[查阅资料] Na₂CO₃溶液中除Na⁺、CO₃^2-外，还有OH^-，镁条与水能缓慢反应生成H₂。

[作出猜想]可能是Na⁺、CO₃^2-、OH^-中的某一种离子促进了镁与水的反应。

[进行实验]按下图所示方案进行实验。发现只有A中产生气泡较快，而B、C中产生气泡很缓慢。

 

（1）该实验说明是_____________促进了镁与水的反应。

（2）C实验的作用是_____________。

（3）试剂X是_______________。

Answer

反应物中有碳、氢、氧元素(或反应前后元素的种类不变，合理即可) 石灰水没有明显变化 有淡蓝色火焰(或有爆鸣声) 甲
将白色不溶物放入试管中加热，将产生的气体依次通过无水硫酸铜和澄清的石灰水，看到无水硫酸铜变蓝，澄清的石灰水变浑浊(其他合理方法也可得分)
碳酸根离子(或CO32-)
与A、B对照 氢氧化钠溶液

【解析】

[问题一]

[作出猜想]根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，可猜想镁条与碳酸钠溶液反应产生的气体是二氧化碳或氢气。

故填：反应物中有碳、氢、氧元素(或反应前后元素的种类不变，合理即可)。

[设计实验] 将产生的气体通入澄清的石灰水中，石灰水没有明显变化，说明产生的气体不是二氧化碳，即猜想1错误；将产生的气体验纯后点燃，产生淡蓝色火焰，说明是氢气，猜想2正确。

故填：石灰水没有明显变化；有淡蓝色火焰(或有爆鸣声)。

[问题二 ]

[进行实验]取白色不溶物放入试管中，滴加足量的稀盐酸，观察到有气泡产生，得出甲同学的猜想不正确，因为盐酸和氢氧化镁反应生成水和氯化镁，不会有气体生成。产生的气体是二氧化碳，是碳酸镁和盐酸反应生成的，化学方程式为。

根据Mg(OH)2受热分解生成氧化镁和水，MgCO3受热分解生成氧化镁和二氧化碳进行检验。将白色不溶物放入试管中加热，将产生的气体依次通过无水硫酸铜和澄清的石灰水，看到无水硫酸铜变蓝，澄清的石灰水变浑浊得出丙同学的猜想正确。

故填：甲；；将白色不溶物放入试管中加热，将产生的气体依次通过无水硫酸铜和澄清的石灰水，看到无水硫酸铜变蓝，澄清的石灰水变浑浊。

[进行实验]（1）试剂X是要消除钠离子和氢氧根离子的影响，所以是氢氧化钠溶液，只有A中产生气泡较快，而B、C中产生气泡很缓慢，说明是碳酸根离子促进了镁与水的反应。

故填：碳酸根离子(或CO32- )。

（2）C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。

故填：与A、B对照。

（3）试剂X是要消除钠离子和氢氧根离子的影响，所以是氢氧化钠溶液。

故填：氢氧化钠溶液。