Question

8．課外小組的同學上網查閱有關金屬鎂的資料時，看到鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應能生成一種無色氣體和一種白色不溶物．于是產生疑問：產生的氣體和白色不溶物是什么物質？在老師的幫助下，他們進行了如下探究．
探究一：產生的無色氣體是什么物質？

實驗序號	實驗操作	實驗現(xiàn)象	解釋及結論
實驗I	用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛有適量飽和碳酸氫鈉溶液的試管中	迅速反應，產生氣體M和白色不溶物N
實驗Ⅱ	將M氣體點燃，并在火焰上方罩一干、冷的小燒杯	氣體安靜燃燒、產生淡藍色火焰，燒杯內壁有水霧出現(xiàn)．	氣體M是氫氣（H2），燃燒的化學方程式為 2H2+O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H2O．

探究二：白色不溶物N是什么物質？
【查閱資料】
1：堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物．
2：MgCO₃、Mg（OH）₂加熱易分解，分別生成兩種氧化物．
【猜想與假設】
①N可能為Mg（OH）₂； ②N可能為MgCO₃； ③N可能是Mg （OH）₂和MgCO₃的混合物
實驗Ⅲ
①白色固體N，加入足量的鹽酸（HCl）溶液，觀察到固體N全部溶解，產生無色氣泡，則白色固體N中一定含有碳酸鎂．（填名稱）
②稱取干燥、純凈的白色不溶物N22.6g，充分加熱至不再產生氣體，并使分解產生的氣體全部通入下列裝置A和B中．
實驗后裝置A增重1.8g，則白色固體中還含有氫氧化鎂【Mg（OH）₂】，且質量為5.8g．
【實驗反思】
通過上述實驗說明，對于未知物成分的確定，可以采取兩種不同的實驗方法，這兩種方法分別是（1）通過實驗現(xiàn)象分析確定含哪些元素；（2）通過質量分析確定物質的具體組成．根據上述實驗，若上述該白色不溶物質N的組成用xMg （OH）₂•yMgCO₃表示，則x：y=1：2．

Answer 1

分析 實驗Ⅱ：迅速反應，產生大量氣泡和白色不溶物，可以說明鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應能生成一種無色氣體和一種白色不溶物；氣體安靜燃燒、產生淡藍色火焰，說明該氣體具有可燃性，再根據質量守恒定律反應前后元素種類不變分析出是氫氣，再根據方程式的寫法寫出方程式；
實驗Ⅲ：①加入一種試劑產生氣泡可知碳酸鹽與酸反應產生二氧化碳，所以加入的是酸，有氣泡產生，說明含有碳酸鎂；
②根據B中增加量就是生成的氫氧化鎂分解生成水的質量，根據水的質量計算出氫氧化鎂的質量；
【實驗反思】可以根據兩種物質的反應進行猜想，推測物質的方法有根據實驗現(xiàn)象推測物質種類，根據測定物質的質量來推測各種物質種類．

解答 解：探究一：實驗Ⅱ：迅速反應，產生大量氣泡和白色不溶物，可以說明鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應能生成一種無色氣體和一種白色不溶物；氣體安靜燃燒、產生淡藍色火焰，說明該氣體具有可燃性，再根據質量守恒定律反應前后元素種類不變，該氣體可能是氫氣或一氧化碳，如果測定是一氧化碳時，燃燒后需要用到澄清石灰水，所以該氣體是氫氣；氫氣燃燒的反應物是氫氣和氧氣，生成物是水，反應條件是點燃，所以方程式是：2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；
故填：氫氣（H₂）；2H₂+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2H₂O；
實驗Ⅲ：①加入一種試劑產生氣泡可知碳酸鹽與酸反應產生二氧化碳，所以加入的是稀鹽酸（或稀硫酸），有氣泡產生，說明含有碳酸鎂；
故填：鹽酸（HCl）； 碳酸鎂；
②氫氧化鎂受熱分解為水和氧化鎂；A增重的質量即為生成水的質量，設生成1.8g水需要氫氧化鎂的質量為x
Mg（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H₂O
58             18
x              1.8g
$\frac{58}{18}=\frac{x}{1.8g}$
x=5.8g
故答案為：氫氧化鎂【Mg（OH）₂】；5.8；
【實驗反思】則22.6g固體中還含有碳酸鎂的質量為：22.6g-5.8g=16.8g；
因此Mg （OH）₂ 與MgCO₃的質量比為5.8g：16.8g=29：84；該白色不溶物質N的組成用xMg （OH）₂•yMgCO₃表示，則x：y=$\frac{29}{58}：\frac{84}{84}$=1：2．
故填：1：2．

點評 本題難度較大，考查全面，從定性和定量兩個方面測定物質的種類，關鍵在于知道氫氧化鎂加熱分解為水．