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。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。

(1)提出假设

实验Ⅰ：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。

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：白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO₃·yMg(OH)₂]。

(2)设计定性实验确定产物并验证猜测：

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	能安静燃烧、产生淡蓝色火焰	①气体成分为________
实验Ⅲ	②取实验Ⅰ中的白色不溶物，洗涤，加入足量________	③________________ __________________ __________________	白色不溶物可能含有MgCO3
实验Ⅳ	取实验Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液	产生白色沉淀	④溶液中存在________

(3)为进一步确定实验Ⅰ的产物，设计定量实验方案，如图所示：

称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 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1.8 g，装置B增重8.8 g，试确定白色不溶物的化学式：__________________________ ______________________________________________。

(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO₃溶液反应产生大量气泡和白色不溶物的原因：____________________________________。

Answer

(1)Mg(OH)2

(2)①氢气 ②稀盐酸(合理均可) ③产生气泡，沉淀全部溶解 ④CO32—

(3)2MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH)2·2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2

(4)NaHCO3溶液中存在平衡：HCO32—H＋＋CO32—、H2OH＋＋OH－；Mg和H＋反应生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、CO32—反应生成难溶物Mg(OH)2·2MgCO3，则H＋、OH－、CO32—的浓度均减小，促使上述两平衡均向右移动

【解析】 (1)镁与饱和碳酸氢钠溶液的反应，生成H2和白色不溶物，白色不溶物可能是Mg(OH)2或MgCO3或[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)能安静燃烧、产生淡蓝色火焰的是氢气；MgCO3中加入稀盐酸，沉淀全部溶解，产生气泡；加入氯化钙溶液，有白色沉淀生成，证明含有CO32—。(3)浓硫酸增重说明生成物中有H2O，碱石灰增重说明生成物中有CO2，且Mg(OH)2与MgCO3的物质的量之比为1∶2。(4)溶液中存在HCO3—H＋＋CO32—和H2OH＋＋OH－，Mg与H＋反应生成H2和Mg2＋，Mg2＋与CO32—、OH－反应生成沉淀Mg(OH)2·2MgCO3，两平衡均正向移动。