(2013?湖南模擬)資料顯示:鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應產(chǎn)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(chǎn)物、探究反應原理.
(1)提出假設
實驗1:用砂紙擦去鎂條表面的氧化膜,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(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變?yōu)榧t.該同學對反應中產(chǎn)生的白色不溶物進行如下猜測:
猜測1:白色不溶物可能為
Mg(OH)2
Mg(OH)2

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(chǎn)物并驗證猜測:
實驗序號  實驗  實驗現(xiàn)象  結(jié)論 
 實驗Ⅱ 將實驗Ⅰ中收集到的氣體點燃  能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰   ①氣體成分為
氫氣
氫氣
 實驗Ⅲ ②取實驗Ⅰ中的白色不溶物,洗滌,加入足量
稀鹽酸
稀鹽酸

 
產(chǎn)生氣泡沉淀全部溶解
產(chǎn)生氣泡沉淀全部溶解

 
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(chǎn)生白色沉淀  ④溶液中存在
CO32-
CO32-
 
(3)為進一步確定實驗1的產(chǎn)物,設計定量實驗方案,如圖所示:

稱取實驗1中所得干燥、純凈的白色不溶物22.6g,充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止,并使分解產(chǎn)生的氣體全部通入裝置A和B中.實驗后裝置A增重1.8g,裝置B增重8.8g,試確定白色不溶物的化學式:
Mg(OH)2(CO32或2MgCO3?Mg(OH)2
Mg(OH)2(CO32或2MgCO3?Mg(OH)2

(4)請結(jié)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(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物的原因:
NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-?H++CO32-、H2O?H++OH-;Mg和H+反應生成氫氣和鎂離子,鎂離子和氫氧根離子、碳酸根離子反應生成難溶物Mg(OH)2?2MgCO3,則H+、OH-、CO32-的濃度均減小,促使上述兩平衡均向右進行
NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-?H++CO32-、H2O?H++OH-;Mg和H+反應生成氫氣和鎂離子,鎂離子和氫氧根離子、碳酸根離子反應生成難溶物Mg(OH)2?2MgCO3,則H+、OH-、CO32-的濃度均減小,促使上述兩平衡均向右進行
分析:(1)依據(jù)猜測可知白色不溶物可能是Mg(OH)2 或MgCO3或Mg(OH)2 ,MgCO3;
(2)依據(jù)實驗Ⅱ的現(xiàn)象分析,鎂條和碳酸氫鈉溶液迅速反應,產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,可以說明鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應能生成一種無色氣體和一種白色不溶物;氣體安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰,說明該氣體具有可燃性,再根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應前后元素種類不變分析出是氫氣;
依據(jù)實驗Ⅲ的推斷分析,加入一種試劑產(chǎn)生氣泡可知碳酸鹽與酸反應產(chǎn)生二氧化碳,所以加入的是酸,有氣泡產(chǎn)生,說明含有碳酸鎂;加入鹽酸沉淀碳酸鎂全部溶解;
依據(jù)實驗Ⅳ加入氯化鈣生成沉淀證明含有碳酸根離子;
(3)根據(jù)B中堿石灰質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量,根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量計算出碳酸鎂的質(zhì)量,剩余的就是氫氧化鎂的質(zhì)量;
(4)依據(jù)碳酸氫鈉溶液中存在碳酸氫根離子電離和水的電離平衡,鎂和氫離子反應促進電離平衡正向進行,鎂離子和氫氧根離子和碳酸根離子形成沉淀分析.
解答:解:(1)依據(jù)猜測可知白色不溶物可能是Mg(OH)2 或MgCO3或Mg(OH)2 ,MgCO3,故答案為:Mg(OH)2 ;
(2)迅速反應,產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,可以說明鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應能生成一種無色氣體和一種白色不溶物;氣體安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍色火焰,說明該氣體具有可燃性,再根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應前后元素種類不變,該氣體可能是氫氣或一氧化碳,如果測定是一氧化碳時,燃燒后需要用到澄清石灰水,所以該氣體是氫氣;
依據(jù)實驗Ⅲ的推斷分析,加入一種試劑產(chǎn)生氣泡可知碳酸鹽與酸反應產(chǎn)生二氧化碳,所以加入的是酸,有氣泡產(chǎn)生,說明含有碳酸鎂;加入鹽酸沉淀碳酸鎂全部溶解;
依據(jù)實驗Ⅳ加入氯化鈣生成沉淀證明含有碳酸根離子,
故答案為:氫氣;稀鹽酸;產(chǎn)生氣泡沉淀全部溶解;CO32-;
(3)B中堿石灰質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量,所以生成二氧化碳的質(zhì)量為8.8g,設生成8.8g二氧化碳,需要碳酸鎂的質(zhì)量為X則:
MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2
84                    44
X                    8.8g
根據(jù):
84
44
=
x
8.8
解得X=16.8g,所以含有氫氧化鎂質(zhì)量為:22.6g-16.8g=5.8g;
碳酸鎂和氫氧化鎂物質(zhì)的量之比為:
16.8g
84g/mol
5.8g
58g/mol
=0.2:0.1=2:1,白色不溶物的化學式為Mg(OH)2(CO32或2MgCO3?Mg(OH)2,
故答案為:Mg(OH)2(CO32或2MgCO3?Mg(OH)2 ;
(4)NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-?H++CO32-、H2O?H++OH-;Mg和H+反應生成氫氣和鎂離子,鎂離子和氫氧根離子、碳酸根離子反應生成難溶物Mg(OH)2?2MgCO3,則H+、OH-、CO32-的濃度均減小,促使上述兩平衡均向右進行,
故答案為:NaHCO3溶液中存在平衡,HCO3-?H++CO32-、H2O?H++OH-;Mg和H+反應生成氫氣和鎂離子,鎂離子和氫氧根離子、碳酸根離子反應生成難溶物Mg(OH)2?2MgCO3,則H+、OH-、CO32-的濃度均減小,促使上述兩平衡均向右進行.
點評:本題難度較大,考查全面,從定性和定量兩個方面測定物質(zhì)的種類,關鍵在于知道碳酸根離子與酸反應能產(chǎn)生二氧化碳,鎂和氫離子反應生成氫氣,題目難度較大.
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(2013?湖南模擬)下表為元素周期表的一部分,請參照元素①-⑨在表中的位置,用化學用語回答下列問題:

周期
IA 0
1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2
3
(1)④、⑤、⑥簡單離子半徑由大到小的順序為
O2->Na+>Al3+
O2->Na+>Al3+

(2)⑦、⑧、⑨的最高價含氧酸的酸性由強到弱的順序是
HClO4>H2SO4>H2SiO3
HClO4>H2SO4>H2SiO3

(3)由表中①④元素的原子按1:1組成的化合物的稀溶液易被催化分解,通常使用的催化劑為(填序號)
ab
ab

a.MnO2b.FeCl3c.Na2SO3d.KMnO4
(4)圖中 A~F是由部分上表中元素組成的單質(zhì)或化合物,其中A、B、C為單質(zhì),轉(zhuǎn)化關系如下:

Ⅰ.若B為黃色固體,A為原子半徑最小的原子組成的單質(zhì),C為雙原子分子組成的單質(zhì),E能使品紅溶液褪色.
①F的電子式為

②實驗測得起始參加反應的B和最后生成的B質(zhì)量相等,則起始參加反應的A和C的物質(zhì)的量之比是
2:1
2:1

Ⅱ.若D為淡黃色固體,焰色反應為黃色,組成C的元素的原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍.
①下列關于D的說法正確的是
bc
bc
(填字母).
a.能與水發(fā)生化合反應
b.既有氧化性,又有還原性
c.既含離子鍵,又含非極性共價鍵
d.是一種堿性氧化物
②用惰性電極將F的飽和溶液進行電解,則陽極反應式是
4OH--4e-=2H2O+O2
4OH--4e-=2H2O+O2

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