Question

【题目】资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。
实验I：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液的浅红色加深。
（1）该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测：
猜测1：白色不溶物可能为。
猜测2：白色不溶物可能为MgCO3
猜测3：白色不溶物可能为碱式碳酸镁[xMg(OH)2yMgCO3]
（2）为了确定产物成份（包括产生的气体、白色不溶物及溶液中溶质），进行以下定性实验。请填写表中空白：

实验序号	实 验	实验现象	结 论
实验Ⅱ	将实验I中收集到的气体点燃	安静燃烧，火焰呈淡蓝色	气体成分为①
实验Ⅲ	将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤，取少量加入足量②	③	白色不溶物中含有MgCO3
实验Ⅳ	取实验Ⅲ中的滤液，向其中加入适 量④稀溶液	产生白色沉淀，溶液红色变浅	溶液中存在CO32-离子

（3）为进一步确定实验I中白色不溶物的成分，进行以下定量实验，装置如图所示：

称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g，装置B增重1.76 g。
①装置C的作用是；
②白色不溶物的化学式为。
（4）根据以上（2）及（3）的定性定量实验，写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式。

Answer 1

【答案】
（1）

猜测1：Mg(OH)2

（2）氢气（或H2）；稀盐酸（合理均可）；产生气泡，沉淀全部溶解；CaCl2或BaCl2
（3）防止空气中的水蒸气和CO2进入装置B中，影响实验结果；Mg(OH)2?2MgCO3 或 Mg3(OH)2(CO3)2
（4）3Mg+4NaHCO3+2H2O= Mg(OH)2? 2MgCO3↓+2Na2CO3+3H2↑
【解析】（1）根据猜测2和猜测3可判断猜测1应该是生成的白色沉淀是Mg(OH)2。（2）①火焰呈淡蓝色说明产生的气体是氢气（或H2）；
②碳酸镁能与酸反应生成CO2气体，所以实验Ⅲ中所加试剂应该是稀盐酸；
③产生的实验现象是产生气泡，沉淀全部溶解，说明含有碳酸镁。
④碳酸根在溶液中水解溶液显碱性，能使酚酞试液显红色。根据实验现象有白色沉淀产生，且红色变浅可知所需要的试剂是CaCl2或BaCl2。（3）①由于空气中含有水蒸气和CO2 ， 进入装置后会干扰CO2的吸收，所以①装置C的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入装置B中，影响实验结果。
②实验后装置A增重0.36 g，装置B增重1.76 g ，这说明生成的水是0.36g，CO2是1.76g，物质的量分别是0.02mol和0.04mol，即氢原子和碳原子的个数之比是1：1，因此氢氧化镁和碳酸镁的个数之比是1：2，则化学式可表示为Mg(OH)22MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2。（4）根据以上分析可知镁与碳酸氢钠溶液反应生成Mg(OH)22MgCO3、氢气、碳酸钠，则反应的化学方程式为3Mg+4NaHCO3+2H2O= Mg(OH)2 2MgCO3↓+2Na2CO3+3H2↑。