某研究性学习小组做实验时偶然发现,表面擦去氧化膜的镁片可与NaHCO3溶液反应产生大量气体和白色不溶物。该小组同学通过如下实验,验证产物并探究反应原理。实验①:
题型:不详难度:来源:
某研究性学习小组做实验时偶然发现,表面擦去氧化膜的镁片可与NaHCO3溶液反应产生大量气体和白色不溶物。该小组同学通过如下实验,验证产物并探究反应原理。 实验①:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛适量滴有酚酞试液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。 Ⅰ、定性实验 (1)气体的检验 实验②:将实验①中收集到的气体点燃,发现气体安静燃烧,火焰呈淡蓝色。则气体为 。 (2)该小组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[yMg(OH)2•xMgCO3] 请设计一个实验检验固体中是否含有MgCO3,写出实验操作、现象和结论: 。 (3)实验③:取实验①中的滤液,向其中加入少量CaCl2稀溶液,产生白色沉淀,溶液红色变浅,说明溶液中存在CO32-离子。 Ⅱ、定量实验 (4)为进一步确定实验I的白色不溶物的成分,进行以下定实验,装置如图所示:
称取干燥、纯净的白色不溶物 7.36 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0.72g,装置B增重2.64 g。白色不溶物的化学式为 。 (5)写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式 。 Ⅲ、反应原理分析 (6)NaHCO3溶液中存在如下电离平衡:H2OH+ + OH-、HCO3-H+ +CO32-,请从平衡移动角度分析实验①产生大量气体和白色不溶物的原因: 。 |
答案
(1)氢气(或H2)(2分) (2)Mg(OH)2(2分)取少许实验①固体,加足量稀盐酸,若有气泡产生,则含有MgCO3。反之,则无。(2分) (4)2Mg(OH)2•3MgCO3或Mg5(OH)4(CO3)3 (2分) (5)5Mg+6NaHCO3+4H2O= 2Mg(OH)2• 3MgCO3↓+3Na2CO3+5H2↑(2分) (6)Mg和H+反应生成H2和Mg2+,Mg2+跟OH-、CO32-结合生成沉淀,则H+、OH-、CO32-的浓度均降低,上述平衡均向右移动。所以Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气体和白色不溶物。(3分) |
解析
试题分析:(1)将实验①中收集到的气体点燃,发现气体安静燃烧,火焰呈淡蓝色,说明该气体具有可燃性,再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变可分析出是氢气。 (2)根据元素守恒和物质的溶解性可知:白色不溶物可能是Mg(OH)2 或MgCO3或Mg(OH)2与MgCO3,故猜测1为Mg(OH)2;根据碳酸盐的性质,能与强酸反应生成CO2气体,所以检验是否含有MgCO3的方法为:取少许实验①固体,加足量稀盐酸,若有气泡产生,则含有MgCO3。反之,则无。 (4)B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量,所以生成二氧化碳的质量为2.64g,设含MgCO3的质量为x,则: MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2↑ 84 44 X 2.64g 可得:84:44=x:2.64g,解得x=5.04g,所以含Mg(OH)2的质量为:7.36g—5.04g=2.32g,Mg(OH)2与MgCO3的物质的量之比为:2.32g÷58g/mol:(5.04g÷84g/mol)=0.4mol:0.6mol=2:3,所以白色不溶物的化学式为:2Mg(OH)2•3MgCO3或Mg5(OH)4(CO3)3 (5)根据上述探究实验可知,镁与饱和碳酸氢钠溶液反应,生成了2Mg(OH)2•3MgCO3和H2,根据元素守,恒,还会生成Na2CO3,所以化学方程式为:5Mg+6NaHCO3+4H2O = 2Mg(OH)2• 3MgCO3↓+3Na2CO3+5H2↑。 (6)NaHCO3溶液中存在如下电离平衡:H2OH+ + OH-、HCO3-H+ +CO32-,镁是活泼金属,能与H+反应,生成Mg2+和H2,Mg2+能与OH‾结合成Mg(OH)2沉淀,Mg2+还能与CO32‾结合成MgCO3沉淀,H+、OH-、CO32-的浓度均降低,上述平衡均向右移动。所以Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气体和白色不溶物。 |
举一反三
下列实验中,所采取的分离方法不正确的是
选项
| 目的
| 分离方法
| A
| 提取NaCl溶液中的碘单质
| 乙醇萃取
| B
| 分离乙酸乙酯和饱和Na2CO3溶液
| 分液
| C
| 除去NaCl固体中的NH4Cl
| 加热
| D
| 除去Cl2中的HCl
| 饱和食盐水洗气
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下图所示为海水综合利用部分流程,有关说法错误的是
A.实验室进行①的操作需用到坩埚、玻璃棒、酒精灯 | B.②是一个将电能转化为化学能的过程 | C.③④⑤涉及的反应均为氧化还原反应 | D.④中反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++SO42-+2Br- |
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下列实验方法正确且能达到目的的是
A.用装置I除去CO2中的SO2 | B.实验室用装置II制备NH3 | C.用装置III制备乙烯 | D.装置IV比较酸性H2CO3>苯酚 |
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工业上生产高氯酸(沸点:90°C)时还同时生产了亚氯酸钠,其工艺流程如下:
(1)实验室进行过滤操作的常用玻璃仪器有 。 (2)反应器I中的温度最佳为 (填序号);操作②的名称为 。 A. 0°C ; B. 20°C ; C. 80°C ; D. 120°C (3)反应器II中发生反应的离子方程式为 。 (4)加快反应器II中反应速率的措施有 (写出一种措施即可)等。从反应器II中获得NaClO2 粗品的实验操作依次是 (填序号,下同),进一步提纯的操作名称为 。 A.过滤 B.重结晶 C.蒸馏 D.蒸发浓缩 E.蒸干灼烧 F.冷却结晶 G.萃取分液 (5)上述流程中可循环使用的物质为 ,副产品除NaClO2、NaHSO4外还有 (填化学式)。 |
下列有关实验现象和解释或结论都正确的是
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