Question

（16分）资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体并生成白色不溶物
（1）提出假设
猜想①：白色不溶物可能为___
猜想②：白色不溶物可能为MgCO₃
猜想③：白色不溶物可能是碱式碳酸镁
（2）定性实验

（3）定量实验：
称取实验I中所得干燥、纯净的白色不溶物14．2 g,充分加热至不在产生气体为止，并使分解
产生的气体全部通入如下装置中：

①实验测得装置A增重1．8 g,装置B增重4．4 g,则白色不溶物的化学式为_____
②装置C的作用为____，若移除装置C会导致的值___（填“偏大”、“偏小”或“不变”
（4）探究原理
①请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg与饱和NaHC0₃溶液反应产生大量气泡和白
色不溶物的原因：_______
②25⁰C时，测得Mg与饱和NaHC0₃溶液反应所得混合体系的pH为10,则该体系中
为（已知

Answer 1

（16分）
（1）Mg(OH)₂（1分）
（2）①氢气（1分） ②沉淀溶解，产生气泡（2分）
③取实验I中的澄清溶液少许于试管中，加入少量CaCl₂溶液（2分）
（3）①MgCO₃?Mg(OH)₂[或Mg(OH)₂?MgCO₃或Mg₂(OH)₂CO3]（2分）
②防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置B引起实验误差（2分）
偏大（1分）
（4）①NaHCO₃溶液中存在平衡：HCO₃?H⁺+CO₃²?；H₂OH⁺+OH?，Mg和H⁺反应生成H₂和Mg²⁺，使上述两平衡向右移动，c(CO₃²?)、c(OH?)均增大，Mg²⁺跟OH?、CO₃²?反应生成难溶物Mg(OH)₂?MgCO₃（3分）
② 3．8×10^-3mol?L?¹（2分）

解析试题分析：（1）对比猜想②③，可知猜想①白色不溶物可能为Mg(OH)₂．
（2）①气体能安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，所以该气体为H₂。
②结论为白色不溶物中含有MgCO₃，所以加入足量稀盐酸，实验现象为：沉淀溶解，产生气泡。
③证明溶液中含有CO₃²?，所以现象为产生白色沉淀，所以实验操作为：取实验I中的澄清溶液少许于试管中，加入少量CaCl₂溶液。
（3）①装置A增重1．8 g，生成了H₂O为0．1mol，装置B增重4．4 g，生成CO₂的物质的量为0．1mol，则白色不容物含有等物质的量的Mg(OH)₂和MgCO₃，所以白色不溶物的化学式为：MgCO₃?Mg(OH)₂[或Mg(OH)₂?MgCO₃或Mg₂(OH)₂CO3]
②装置C中含有碱石灰，能吸收水分和CO₂，所以其作用为防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置B引起实验误差；若移除装置C外界，空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置B，而装置B增加的质量为产生的CO₂的质量，所以造成测量的MgCO₃的质量增大，导致的值偏大。
（4）①NaHCO₃溶液中存在两个电离平衡：HCO₃?H⁺+CO₃²?；H₂OH⁺+OH?，加入Mg后，Mg和H⁺反应生成H₂和Mg²⁺，使上述两平衡向右移动，c(CO₃²?)、c(OH?)均增大，Mg²⁺跟OH?、CO₃²?反应生成难溶物Mg(OH)₂?MgCO₃。
②pH为10，则c(OH?)=10^-4mol?L?¹，c(Mg²⁺)=K_sp[Mg(OH)₂]÷c²(OH?)=1．8×10^-11÷(10^-4)²=1．8×10^-3,c(CO₃²?)=" K" _sp[MgCO₃]÷c(Mg²⁺)=6．8×10^-6÷(1．8×10^-3)= 3．8×10^-3mol?L?¹
考点：本题考查实验方案的设计与分析、化学平衡、有关K _sp的计算。