Question

【題目】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。某同學通過如下實驗探究反應原理并驗證產物。
實驗I：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的燒杯中，迅速反應，產生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深。
（1）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：白色不溶物可能為堿式碳酸鎂[xMg(OH)2yMgCO3]
（2）為了確定產物成份（包括產生的氣體、白色不溶物及溶液中溶質），進行以下定性實驗。請填寫表中空白：

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	安靜燃燒，火焰呈淡藍色	氣體成分為①
實驗Ⅲ	將實驗I中的白色不溶物濾出、洗滌，取少量加入足量②	③	白色不溶物中含有MgCO3
實驗Ⅳ	取實驗Ⅲ中的濾液，向其中加入適 量④稀溶液	產生白色沉淀，溶液紅色變淺	溶液中存在CO32-離子

（3）為進一步確定實驗I中白色不溶物的成分，進行以下定量實驗，裝置如圖所示：

稱取干燥、純凈的白色不溶物 4.52 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0.36 g，裝置B增重1.76 g。
①裝置C的作用是；
②白色不溶物的化學式為。
（4）根據以上（2）及（3）的定性定量實驗，寫出鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應的化學方程式。

Answer 1

【答案】
（1）

猜測1：Mg(OH)2

（2）氫氣（或H2）；稀鹽酸（合理均可）；產生氣泡，沉淀全部溶解；CaCl2或BaCl2
（3）防止空氣中的水蒸氣和CO2進入裝置B中，影響實驗結果；Mg(OH)2?2MgCO3 或 Mg3(OH)2(CO3)2
（4）3Mg+4NaHCO3+2H2O= Mg(OH)2? 2MgCO3↓+2Na2CO3+3H2↑
【解析】（1）根據猜測2和猜測3可判斷猜測1應該是生成的白色沉淀是Mg(OH)2。（2）①火焰呈淡藍色說明產生的氣體是氫氣（或H2）；
②碳酸鎂能與酸反應生成CO2氣體，所以實驗Ⅲ中所加試劑應該是稀鹽酸；
③產生的實驗現象是產生氣泡，沉淀全部溶解，說明含有碳酸鎂。
④碳酸根在溶液中水解溶液顯堿性，能使酚酞試液顯紅色。根據實驗現象有白色沉淀產生，且紅色變淺可知所需要的試劑是CaCl2或BaCl2。（3）①由于空氣中含有水蒸氣和CO2 ， 進入裝置后會干擾CO2的吸收，所以①裝置C的作用是防止空氣中的水蒸氣和CO2進入裝置B中，影響實驗結果。
②實驗后裝置A增重0.36 g，裝置B增重1.76 g ，這說明生成的水是0.36g，CO2是1.76g，物質的量分別是0.02mol和0.04mol，即氫原子和碳原子的個數之比是1：1，因此氫氧化鎂和碳酸鎂的個數之比是1：2，則化學式可表示為Mg(OH)22MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2。（4）根據以上分析可知鎂與碳酸氫鈉溶液反應生成Mg(OH)22MgCO3、氫氣、碳酸鈉，則反應的化學方程式為3Mg+4NaHCO3+2H2O= Mg(OH)2 2MgCO3↓+2Na2CO3+3H2↑。