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】

按右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右图所示：

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）②NH3③除去气体中的NH3和水蒸气；④固体由黑色变成红色。

【实验结论】⑤MgCl2实验反思⑥: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）它们都是白色固体，而镁条表面却是灰黑色的

实验分析：⑧Mg2(OH)2CO32MgO+H2O+CO2↑。

数据处理：⑴MgCO3和MgO⑵4

【解析】

试题分析：（1）HCl气体能使湿润的石蕊试纸变红

（2）②氨气能使酚酞试液变红 ③浓硫酸具有吸水性，并能吸收氨气 ④2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O，氧化铜是黑色固体，铜是红色固体，故反应现象是固体由黑色变为红色

【实验结论】⑤反应前后元素的种类不变，反应前有Mg、N、H、Cl四种元素，生成物NH3和H2中只含有N、H两种元素，故会有MgCl2生成 实验反思 ⑥NH3和HCl能发生反应

探究二： 提出猜想：⑦它们都是白色固体，而镁条表面却是灰黑色的，根据颜色可以判断出来

实验分析：⑧ Mg2(OH)2CO3 2MgO+H2O+CO2↑ 数据处理：⑴碳酸镁的分解温度是540 oC，氢氧化镁的分解温度是380 oC，故t4～t5段固体为MgCO3 和MgO

（2）因为加热4MgCO3Mg(OH)2zH2O，首先失去结晶水，所以4.66g该晶体中结晶水的质量是：4.66g-3.94g=0.72g=[18z÷(4×84+58+18z)]×4.66g 解得z=4