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并驗證產物、探究反應原理。
(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	①氣體成分為________
實驗Ⅲ	②取實驗Ⅰ中的白色不溶物，洗滌，加入足量________	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	④溶液中存在________

 
(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：__________________________ ______________________________________________。
(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和白色不溶物的原因：____________________________________。

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　④CO₃^2—
(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：HCO₃^2—H^＋＋CO₃^2—、H₂OH^＋＋OH^－；Mg和H^＋反應生成H₂和Mg^2＋，Mg^2＋跟OH^－、CO₃^2—反應生成難溶物Mg(OH)₂·2MgCO₃，則H^＋、OH^－、CO₃^2—的濃度均減小，促使上述兩平衡均向右移動

　(1)鎂與飽和碳酸氫鈉溶液的反應，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)能安靜燃燒、產生淡藍色火焰的是氫氣；MgCO₃中加入稀鹽酸，沉淀全部溶解，產生氣泡；加入氯化鈣溶液，有白色沉淀生成，證明含有CO₃^2—。(3)濃硫酸增重說明生成物中有H₂O，堿石灰增重說明生成物中有CO₂，且Mg(OH)₂與MgCO₃的物質的量之比為1∶2。(4)溶液中存在HCO₃^—H^＋＋CO₃^2—和H₂OH^＋＋OH^－，Mg與H^＋反應生成H₂和Mg^2＋，Mg^2＋與CO₃^2—、OH^－反應生成沉淀Mg(OH)₂·2MgCO₃，兩平衡均正向移動。