Question

(15分)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[xMg(OH)₂•yMgCO₃]

（2）为了确定产物成份(包括产生的气体、白色不溶物及溶液中溶质)，进行以下定性实验。请填写表中空白：

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

（3）为进一步确定实验I中白色不溶物的成分，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。

①装置C的作用是                                                    ；

②白色不溶物的化学式为　　　　　　　　               。

（4）根据以上（2）及（3）的定性定量实验，写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式

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Answer

（1）猜测1： Mg(OH)2(2分)

（2）①氢气(或H2)(1分)

②稀盐酸(合理均可)(2分)

③产生气泡，沉淀全部溶解 (2分)

④CaCl2或BaCl2(2分)

（3）①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)

②Mg(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：⑴根据猜测2、3的内容可确定猜测1为“白色不溶物可能为Mg(OH)2”；

⑵实验Ⅱ：根据气体的火焰呈淡蓝色，可确定气体的成分为氢气；

实验Ⅲ：结合Mg(OH)2、MgCO3的性质，可用稀盐酸等与其反应，若产生气泡，且沉淀全部溶解，说明白色不溶物中含有MgCO3；

实验Ⅳ：要证明溶液中存在CO32 －离子，可向实验Ⅲ的滤液中加入CaCl2或BaCl2，观察是否产生白色沉淀来证明；

⑶①装置末端用碱石灰吸收空气中水蒸气和CO2，防止其进入装置B中，影响实验结果；

②根据xMg(OH)2•yMgCO3的灼烧反应：xMg(OH)2•yMgCO3(x＋y)MgO＋xH2O＋yCO2

有n(H2O)=；n(CO2)=，则x：y=1：2，即得白色不溶物的化学式为Mg(OH)2•2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2。

⑷综上可得该反应的反应物有Mg、NaHCO3，生成物有Mg(OH)2• 2MgCO3、Na2CO3、H2，最后根据观察法将其配平。

考点：本题以“镁与饱和碳酸氢钠溶液反应”为素材考查实验探究。