Question

資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應產生大量氣體和白色不溶物。某同學設計了如下實驗方案探究反應原理并驗證產物。

(1)提出假設

實驗Ⅰ：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中，迅速反應，產生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅變紅。

該同學對反應中產生的白色不溶物做出如下猜測：

猜測1：白色不溶物可能為________；

猜測2：白色不溶物可能為MgCO3；

猜測3：白色不溶物可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2]。

(2)設計定性實驗確定產物并驗證猜測：

實驗序號	實驗	實驗現象	結論
實驗Ⅱ	將實驗 Ⅰ 中收 集到的氣體點燃	能安靜燃燒、產 生淡藍色火焰	氣體成分為 __①__
實驗Ⅲ	取實驗 Ⅰ 中的白 色不溶物，洗滌， 加入足量__②__	__③__	白色不溶物可能含有MgCO3
實驗Ⅳ	取實驗 Ⅰ 中的澄 清液，向其中加入 少量CaCl2稀溶液	產生白色沉淀	溶液中存在__④__

 

(3)為進一步確定實驗Ⅰ的產物，設計定量實驗方案，如圖所示：

 

稱取實驗Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6 g，充分加熱至不再產生氣體為止，并使分解產生的氣體全部進入裝置A和B中。實驗前后裝置A增重1.8 g，裝置B增重8.8 g，試確定白色不溶物的化學式為_____________________________________________。

(4)請結合化學用語和化學平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應產生大量氣泡的原因：______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

 

Answer 1

(1)Mg(OH)2

(2)①氫氣　②稀鹽酸(合理均可)　③產生氣泡，沉淀全部溶解　④CO32—

(3)2MgCO3·Mg(OH)2或Mg(OH2)·2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2

(4)NaHCO3溶液中存在平衡：HCO3—H＋＋CO32—、H2OH＋＋OH－。Mg和H＋反應生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、CO32—生成難溶物Mg(OH)2·2MgCO3，則H＋、OH－、CO的濃度均降低，促使上述兩平衡均向右移動，故Mg和飽和NaHCO3溶液反應產生大量氣體H2

【解析】(3)裝置A增重1.8 g，吸收的是H2O，裝置B增重8.8 g，吸收的是CO2，則白色不溶物為堿式碳酸鎂，充分加熱后得到的固體為MgO。n(H2O)＝1.8/18＝0.1 mol，n(CO2)＝8.8/44＝0.2 mol，故n(MgO)＝（22.6-1.8-8.8）/40＝0.3 mol，根據元素守恒，可寫出該白色不溶物的化學式。