Question

(15分)資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。某同學(xué)通過如下實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)原理并驗(yàn)證產(chǎn)物。
實(shí)驗(yàn)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(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深。
（1）該同學(xué)對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測(cè)：
猜測(cè)1：白色不溶物可能為　　　　　   
猜測(cè)2：白色不溶物可能為MgCO₃
猜測(cè)3：白色不溶物可能為堿式碳酸鎂[xMg(OH)₂?yMgCO₃]
（2）為了確定產(chǎn)物成份(包括產(chǎn)生的氣體、白色不溶物及溶液中溶質(zhì))，進(jìn)行以下定性實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?zhí)顚懕碇锌瞻祝?br />

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)  驗(yàn)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)  論
實(shí)驗(yàn)Ⅱ	將實(shí)驗(yàn)I中收集到的氣體點(diǎn)燃	安靜燃燒，火焰呈淡藍(lán)色	氣體成分為　  ①
實(shí)驗(yàn)Ⅲ	將實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)Ⅳ	取實(shí)驗(yàn)Ⅲ中的濾液，向其中加入適 量　 ④　  稀溶液	產(chǎn)生白色沉淀，溶液紅色變淺	溶液中存在CO32－離子

（3）為進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)I中白色不溶物的成分，進(jìn)行以下定量實(shí)驗(yàn)，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(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入裝置A和B中。實(shí)驗(yàn)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(xué)式為　　　　　　　　              。
（4）根據(jù)以上（2）及（3）的定性定量實(shí)驗(yàn)，寫出鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式
__________________________________________________________________________。

Answer 1

（1）猜測(cè)1： Mg(OH)₂(2分)
（2）①氫氣(或H₂)(1分)　              
②稀鹽酸(合理均可)(2分)　
③產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解　(2分)  
④CaCl₂或BaCl₂(2分)
（3）①防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入裝置B中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果(2分)
②Mg(OH)₂?2MgCO₃　或　　Mg₃(OH)₂(CO₃)₂　(2分)　　　　　
（4）3Mg＋4NaHCO₃＋2H₂O= Mg(OH)₂? 2MgCO₃↓＋2Na₂CO₃＋3H₂↑(2分)

試題分析：⑴根據(jù)猜測(cè)2、3的內(nèi)容可確定猜測(cè)1為“白色不溶物可能為Mg(OH)₂”；
⑵實(shí)驗(yàn)Ⅱ：根據(jù)氣體的火焰呈淡藍(lán)色，可確定氣體的成分為氫氣；
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：結(jié)合Mg(OH)₂、MgCO₃的性質(zhì)，可用稀鹽酸等與其反應(yīng)，若產(chǎn)生氣泡，且沉淀全部溶解，說明白色不溶物中含有MgCO₃；
實(shí)驗(yàn)Ⅳ：要證明溶液中存在CO₃^2－離子，可向?qū)嶒?yàn)Ⅲ的濾液中加入CaCl₂或BaCl₂，觀察是否產(chǎn)生白色沉淀來證明；
⑶①裝置末端用堿石灰吸收空氣中水蒸氣和CO₂，防止其進(jìn)入裝置B中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
②根據(jù)xMg(OH)₂?yMgCO₃的灼燒反應(yīng)：xMg(OH)₂?yMgCO₃(x＋y)MgO＋xH₂O＋yCO₂
有n(H₂O)=；n(CO₂)=，則x：y=1：2，即得白色不溶物的化學(xué)式為Mg(OH)₂?2MgCO₃或Mg₃(OH)₂(CO₃)₂。
⑷綜上可得該反應(yīng)的反應(yīng)物有Mg、NaHCO₃，生成物有Mg(OH)₂? 2MgCO₃、Na₂CO₃、H₂，最后根據(jù)觀察法將其配平。