Question

资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。

实验I：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液的浅红色加深。

（1）该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测：

猜测1：白色不溶物可能为　　　　　    

猜测2：白色不溶物可能为MgCO₃

猜测3：白色不溶物可能为碱式碳酸镁[yMg(OH)₂•xMgCO₃]

（2）为了确定产物，进行以下定性实验：

实验序号	实   验	实验现象	结   论
实验Ⅱ	将实验I中收集到的气体点燃	安静燃烧， 火焰呈淡蓝色	气体成分为 　   ①
实验Ⅲ	将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤，取少量加入足量    ②	③	白色不溶物中含有MgCO3
实验Ⅳ	取实验Ⅲ中的滤液，向其中加入适 量　 ④　   稀溶液	产生白色沉淀，溶液红色变浅	溶液中存在CO3^2- 离子

实验Ⅲ中洗涤的操作方法是                                   。

（3）为进一步确定实验I的白色不溶物的成分，进行以下定量实验，装置如图所示：

称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g，装置B增重1.76 g。

装置C的作用是                                                    ；

白色不溶物的化学式为　　　　　　　　               。

（4）写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式                                 。

Answer

（1）猜测1： Mg(OH)2（1分）

（2）（每空1分）①氢气（或H2）                ②稀盐酸（合理均可）

③产生气泡，沉淀全部溶解      ④CaCl2或BaCl2

用玻璃棒引流，向过滤器（或漏斗）中注入蒸馏水至浸没沉淀，等水自然流尽后，重复2~3遍（2分)

（3）防止空气中的水蒸气和CO2进入装置B中，影响实验结果（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】

试题分析：

（1）依据猜测可知白色不溶物可能是Mg(OH)2 或MgCO3或Mg(OH)2 、MgCO3，故答案为：Mg(OH)2 ；

（2）气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，说明该气体具有可燃性，再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变，该气体可能是氢气或一氧化碳，如果测定是一氧化碳时，燃烧后需要用到澄清石灰水，所以该气体是氢气；依据实验Ⅲ的推断分析，加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳，所以加入的是酸，有气泡产生，说明含有碳酸镁；加入盐酸沉淀碳酸镁全部溶解；依据实验Ⅳ加入氯化钙生成沉淀证明含有碳酸根离子。

（3）B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为1.76g，设生成1.76g二氧化碳，需要碳酸镁的质量为x则：

MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2↑

84                   44

x                   1.76g

根据： =

解得x=3.36g，所以含有氢氧化镁质量为：4.52g-3.36g=1.16g；

碳酸镁和氢氧化镁物质的量之比为： =  =0.2：0.1=2：1，白色不溶物的化学式为Mg(OH)2(CO3)2或2MgCO3•Mg(OH)2，故答案为：Mg(OH)2(CO3)2或2MgCO3•Mg(OH)2；

考点：盐类水解的应用；探究化学反应机理