【題目】某興趣小組根據(jù)鎂與沸水的反應(yīng)推測鎂也能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)。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。該興趣小組設(shè)計了如下實驗方案并驗證產(chǎn)物、探究反應(yīng)原理。
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(yīng),產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,溶液由淺紅變紅。
(1)提出假設(shè)
該同學(xué)對反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物作出如下猜測:
猜測1:可能是____________________。
猜測2:可能是MgCO3。
猜測3:可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2]。
(2)設(shè)計定性實驗確定產(chǎn)物并驗證猜測:
實驗序號 | 實驗 | 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
實驗Ⅱ | 將實驗Ⅰ中收集的氣體點燃 | ______________________________________ |
實驗Ⅲ | 取實驗Ⅰ中的白色不溶物,洗滌,加入足量________ | 如果出現(xiàn)______________,則白色不溶物可能是MgCO3 |
實驗Ⅳ | 取實驗Ⅰ中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液 | 如果產(chǎn)生白色沉淀,則溶液中存在______離子 |
(3)設(shè)計定量實驗確定實驗Ⅰ的產(chǎn)物:稱取實驗Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物31.0 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。實驗前后裝置A增重1.8 g,裝置B增重13.2 g,試確定白色不溶物的化學(xué)式________________________。
(4)請結(jié)合化學(xué)用語和化學(xué)平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡的原因__________。
【答案】Mg(OH)2 能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,氣體成分為氫氣 稀鹽酸(合理均可) 產(chǎn)生氣泡,沉淀全部溶解 CO32— 3MgCO3·Mg(OH)2[或Mg(OH)2·3MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3] NaHCO3溶液中存在如下平衡:HCO3—H++CO32—、H2OH++OH-;Mg和H+反應(yīng)生成H2和Mg2+,Mg2+跟OH-、CO32—生成難溶物Mg(OH)2·3MgCO3,則H+、OH-、CO32—的濃度均降低,促使上述兩平衡均向右移動。故Mg與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量H2
【解析】
本題考查常見離子的檢驗方法和實驗現(xiàn)象的記憶,從質(zhì)量守恒定律角度進(jìn)行計算及影響電離、水解平衡的因素。
(1)依據(jù)猜測可知白色不溶物不可能是MgCO3或xMgCO3·yMg(OH)2,聯(lián)想可得猜測1為Mg(OH)2;
(2)迅速反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物,說明鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)能生成一種無色氣體和一種白色沉淀;氣體安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)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(yīng)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(yīng)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:能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰,該氣體為氫氣;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2.64g,設(shè)生成2.64g二氧化碳,需要碳酸鎂的質(zhì)量為X則:
MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2↑
84 44
X2.64g
解得X=5.04g,所以含有氫氧化鎂質(zhì)量為:6.20g-5.04g=1.16g;
碳酸鎂和氫氧化鎂物質(zhì)的量之比為::=3:1,故化學(xué)式為3MgCO3·Mg(OH)2[或Mg(OH)2·3MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3]。
(4)HCO3—存在電離平衡和水解平衡:HCO3—H++CO32—、HCO3—+H2O H2CO3+OH-;Mg和H+反應(yīng)生成H2和Mg2+,Mg2+跟OH-、CO32—生成難溶物Mg(OH)2·3MgCO3,則H+、OH-、CO32—的濃度均降低,促使上述兩平衡均正向移動。故Mg與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量H2
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】可逆反應(yīng)mA(g)+nBpC(g)+qD中,A和C都是無色氣體,達(dá)到平衡后,下列敘述正確的是
A. 若增加B的量,平衡體系顏色加深,說明B必是氣體
B. 增大壓強,平衡不移動,說明m+n一定等于p+q
C. 升高溫度,A的轉(zhuǎn)化率減小,說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
D. 若B是氣體,增大A的量,A、B的轉(zhuǎn)化率都增大
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知常溫下,氨水中NH3·H2O的電離平衡常數(shù):Kb≈1×10-5。向1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,不斷加入固體NaOH后,NH與NH3·H2O的變化趨勢如下圖所示(溶液體積和溫度的變化、氨的揮發(fā)均忽略不計),下列說法正確的是
A. NH4Cl的電離方程式為:NH4ClCl-+NH4+
B. M點時,pH≈9
C. a=0.05
D. 當(dāng)n(NaOH)=0.05 mol時溶液中有:c(Cl-)>c(Na+)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是 ( )
A.“碳納米泡沫”被稱為第五形態(tài)的單質(zhì)碳,它與石墨互為同素異形體
B.分子組成相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì),彼此一定互為同系物
C.宇宙中新發(fā)現(xiàn)的H3分子與H2分子互為同位素
D.和互為同分異構(gòu)體
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一定溫度下,將氣體X和氣體Y各2 mol充入某10 L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)X(g)+Y(g) 2Z(g) △H<0,—段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如下表:
t/min | 2 | 4 | 10 | 12 |
n(Y)/mol | 1.40 | 1.10 | 0.40 | 0.40 |
下列說法正確的是
A. 反應(yīng)前2 min 的平均速率v(Z)=3.0xl0-2 mol L-1min-1
B. 該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64
C. 平衡后其他條件不變,再充入2 mol Z,新平衡時X的體積分?jǐn)?shù)增大
D. 反應(yīng)進(jìn)行到10 min時保持其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)>v(正)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鎂在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域均有重要用途。某化學(xué)興趣小組利用硼砂工廠的固體廢棄物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等),設(shè)計了如下回收鎂的工藝流程:
(1)酸浸前,將固體廢棄物研磨的目的是___________________________________。為達(dá)到目的,還可以采取的措施是_________________________________________________(任寫一條)。
(2)酸浸時,生成濾渣1的離子方程式為__________________________________。
(3)第一次調(diào)節(jié)pH的目的是_____________________________。當(dāng)加入氨水使Al3+開始沉淀時,溶液中c(Fe3+)/c(Al3+)為__________________。已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
(4)設(shè)計簡單方案分離濾渣2中的成分,簡述實驗過程:________________________________。
(5)濾液3中可回收利用的物質(zhì)主要是__________(寫化學(xué)式),其陽離子的電子式為________。
(6)寫出工業(yè)上從濾渣3中獲得鎂錠的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鋼鐵易生銹是因為在潮濕的空氣里,其表面吸附一層薄薄的水膜,構(gòu)成了若干微小原電池(如圖所示)。下列有關(guān)說法正確的是 ( )
A.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-3e-=Fe3+
B.鋼鐵生銹過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.O2在正極參加反應(yīng)生成OH-
D.為減緩鐵制品生銹,可將其與銅相連
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】反應(yīng)2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) △H =-akJ/mol(a>0),能量變化如圖所示,下列說法不正確的是
A. 2SO2(g) +O2(g) 2SO3(1) △H>-a kJ/mol
B. 過程II可能使用了催化劑,使用催化劑不可以提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率
C. 反應(yīng)物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和
D. 將2molS02(g)和1 mol 02(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后放出的熱量小于a kJ
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】從能量的變化和反應(yīng)的快慢等角度研究反應(yīng):。
(1)為了加快正反應(yīng)速率,可以采取的措施有________(填序號)。
A.使用催化劑 B.適當(dāng)提高氧氣的濃度 C.適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度
(2)下圖能正確表示該反應(yīng)中能量變化的是________(填序號)。
A. B.
(3)從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應(yīng)中能量的變化。
化學(xué)鍵 | H—H | O=O | H—O |
鍵能 | 436 KJ·mol-1 | 496 KJ·mol-1 | 463 KJ·mol-1 |
請?zhí)顚懴卤恚?/span>_______________
化學(xué)鍵 | 填“吸收熱量”或“放出熱量” | 能量變化(KJ) |
拆開2molH2和1molO2中的化學(xué)鍵 | ①_________________ | ② KJ |
形成4molH-O鍵 | ③ | ④ KJ |
總能量變化 | ⑤ | ⑥ KJ |
(4)氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式為。其中,氫氣在________極發(fā)生________(“氧化”或“還原”)反應(yīng)。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com