Question

【题目】小明同学在实验室将镁放入NH4Cl溶液中，发现有气泡产生。询问老师后得知镁与NH4Cl溶液反应能生成气体和一种盐。为了确定气体的成分，进行下列实验探究：

探究一：

【查阅资料】①NH4Cl溶液显酸性；

②NH3+HCl=NH4Cl , 2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4

③2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O

【提出猜想】反应生成的气体可能是HCl、NH3、H2中的一种或几种

【探究实验】

（1）用湿润的紫色石蕊试纸检验，试纸不变_____①______色，则该气体中无HCl气体。

（2）为了探究其它气体是否存在，设计了如图实验装置

A中溶液变红色，证明有 ② 气体（填化学式）；浓硫酸的作用是______③________；B中玻璃管内观察到 ④ ，说明有氢气。

【实验结论】镁与NH4Cl溶液反应生成NH3和H2，还生成一种盐的化学式是 ⑤ 。

【实验反思】（1）综合以上信息和实验结论，小林同学认为不需要单独检验HCl气体，就能说明HCl气体不存在。理由是： ⑥ 。

探究二：镁是一种银白色有金属光泽的金属。但实验时小组同学拿出的镁条却是有一层灰黑色的“外衣"，这层灰黑色的外衣是什么物质呢?

【查阅资料】（1）Mg（OH）2：白色固体，难溶于水，受热会分解成氧化镁和水；

（2）MgCO3： 白色固体，微溶于水，受热会分解成氧化镁和二氧化碳；

（3）MgCO3的热稳定性比Mg（OH）2的热稳定性更强。

【提出猜想】

小组同学认为该固体不可能是MgO、Mg（OH）2或MgCO3，他们的理由是 ⑦ 。小组同学由铜生锈会产生Cu2（OH）2CO3联想到灰黑色的物质可能是Mg2（OH）2CO3。

【实验分析】

按下图所示装置进行实验，发现试管口有液滴出现；澄清石灰水变浑浊；同时灰黑色固体完全变为白色。

若灰黑色固体是Mg2（OH）2CO3，请写出Mg2（OH）2CO3受热分解的化学方程式 ⑧ 。

【组成测定】

工业生产中得到的碱式碳酸镁晶体是4MgCO3Mg（OH）2zH2O，为精确测量晶体的组成，小组同学取4.66g该晶体，用热分析仪对固体进行热分解（加热使之逐步分解，首先失去结晶水，最后完全反应），测定剩余固体质量与分解温度之间关系。

【数据处理】剩余固体质量与加热时间关系如图所示：

请回答下列问题：

（1）t4～t5段固体为 ⑨ _____（写化学式）。

（2）根据图中数据推算4MgCO3Mg（OH）2zH2O中z的数值是： ⑩ 。（请写出计算过程）

计算过程：

Answer 1

【答案】探究一：（1） 红（2） NH3 ；除去气体中的NH3和水蒸气；固体由黑色变成红色。MgCl2 实验反思 :若A中酚酞不变色，说明同时有HCl存在。（或写：若有HCl存在，则A中溶液不会变红）；探究二： 提出猜想：它们都是白色固体，而镁条表面却是灰黑色的； 实验分析： Mg2（OH）2CO3 2MgO+H2O+CO2↑ 。

数据处理：（1） MgCO3 和MgO （2） 4 （算出水的质量是0.72g给一分；算出Z 是4，给一分）

【解析】

试题分析：【探究实验】（1）用湿润的紫色石蕊试纸检验，试纸不变红色，说明不含有氯化氢气体；（2）A中溶液变红色，证明有碱性气体氨气；装置中浓硫酸的作用是除去气体中的NH3和水蒸气，因为氢气具有还原性，故B中玻璃管内观察到固体由黑色变成红色，说明含有氢气；【实验结论】镁与NH4Cl溶液反应生成NH3和H2，还生成一种盐根据质量守恒定律可知其化学式为MgCl2 【实验反思】（1）综合以上信息和实验结论，小林同学认为不需要单独检验HCl气体，就能说明HCl气体不存在。理由是：若A中酚酞不变色，说明同时有HCl存在；探究二：【提出猜想】同学认为该固体不可能是MgO、Mg（OH）2或MgCO3，他们的理由是它们都是白色固体，而镁条表面却是灰黑色的；【实验分析】Mg2（OH）2CO3受热分解的化学方程式为Mg2（OH）2CO3 2MgO+H2O+CO2↑；【数据处理】根据加热使之逐步分解，首先失去结晶水，最后完全反应的题中信息可知，（1）t4～t5段固体为碳酸镁和氧化镁的混合物；（2）有题中信息知道，生成水的质量为;4.66g-3.94g=0.72g；4MgCO3Mg（OH）2zH2O4MgCO3Mg（OH）2 +zH2O

394 18z

3.94 0.72

394/18z=3.94/0.72

z=4