Question

（21分）某研究性学习小组将一定浓度的Na₂CO₃溶液滴入MgSO₄溶液中得到白色沉淀。甲同学认为两者反应只生成MgCO₃一种沉淀；乙同学认为这两者相互促进水解，只生成Mg(OH)₂一种沉淀；丙同学认为生成MgCO₃和Mg(OH)₂两种沉淀。(查阅资料知：MgCO₃和Mg(OH)₂均不带结晶水)

（1）按照乙同学的理解Na₂CO₃溶液和MgSO₄溶液反应的化学反应方程式为_____________________________；

在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为①过滤 ②洗涤 ③干燥。

（2）请用下图所示装置，选择合适的实验装置和必要的试剂，证明沉淀物中只有碳酸镁。

①各装置连接顺序为________________(用装置编号表示)；②装置C中装有试剂的名称是______________；

③能证明生成物中只有MgCO₃的实验现象是                            _______。

（3）若Mg(OH)₂和MgCO₃两者都有，可通过下列所示装置的连接，进行定量分析来测定其组成。

①实验结束时通入过量的空气的作用是________________            ________。

②A装置和E装置的共同作用是__________________________。

③实验过程中测定的数据有：W₁：样品的质量，W₂：反应后装置B中残渣的质量，W₃：反应生成水的质量，W₄：反应生成二氧化碳的质量，为了测定其组成，至少需要其中           个数据，请将可能的组合填入下表中(每个空格中填一种组合，至少填5个)。

Answer

（1）Na2CO3+MgSO4+H2O＝Mg(OH)2↓+ Na2SO4+ CO2↑（3分）

（2）①A→C→B（2分）②无水硫酸铜（2分）③装置B中澄清石灰水变浑浊，装置C中无水硫酸铜不变蓝色（3分）（只答“B中澄清石灰水变浑浊”给1分）

（3）①将装置B中滞留的水蒸气和CO2吹入后面的吸收装置中以完全吸收（2分）

②吸收空气中的水蒸气和CO2防止对实验造成干扰（2分）

③2（2分）

W1W2

W1W3

W1W4

W2W3

W2W4

W3W4

(共5分，每空一分，填对5个即得满分)

【解析】

试题分析：（1）乙同学认为这两者相互促进水解，只生成Mg(OH)2一种沉淀，则碳酸钠与硫酸镁水解生成氢氧化镁、二氧化碳、硫酸钠，化学方程式是Na2CO3+MgSO4+H2O＝Mg(OH)2↓+ Na2SO4+ CO2↑；

（2）①碳酸镁受热分解生成二氧化碳和氧化镁，氢氧化镁受热分解产生氧化镁和水，只需证明分解的气体产物只有二氧化碳，没有水，则证明沉淀物中只有碳酸镁，所以装置的连接顺序是A→C→B；

②装置C中盛放无水硫酸铜，用来证明有无水生成；

③无水硫酸铜不变蓝色，证明没有水生成，说明沉淀中不含氢氧化镁；B中的澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成，说明沉淀中只含碳酸镁；

（3）①因为该实验是定量分析来测定其组成，所以要求测定的数值尽量准确，为确保B装置中生成的气体全部被后面的浓硫酸、碱石灰吸收，所以通入过量的空气；

②A装置和E装置的共同作用都是吸收空气中的水蒸气、二氧化碳，防止其被浓硫酸、碱石灰吸收，干扰实验；

③该实验中，只需知道所给数据中的任意2个数据就可以列方程计算出沉淀的组成。四种数据两两组合，最多可组合6组，分别是W1W2、W1W3、W1W4、W2W3、W2W4、W3W4。

考点：考查实验方案的设计，物质的检验方法，装置的连接顺序