Question

【題目】鎂條在空氣中久置表面會(huì)變黑。某小組同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究鎂條變黑的條件。

【查閱資料】常溫下，亞硫酸鈉（Na2SO3）可與O2發(fā)生化合反應(yīng)。
【猜想與假設(shè)】常溫下，鎂條變黑可能與O2、CO2、水蒸氣有關(guān)。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】通過控制與鎂條接觸的物質(zhì)，利用右圖裝置（鎂條長度為3cm，試管容積為20mL），分別進(jìn)行下列5個(gè)實(shí)驗(yàn)，并持續(xù)觀察20天。

編號(hào)	主要實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	先充滿用NaOH濃溶液洗滌過的空氣 再加入2mL濃硫酸	鎂條始終無明顯變化
②	加入2mL NaOH濃溶液	鎂條始終無明顯變化
③	先加入2mL濃硫酸 再通入約4mL CO2	鎂條始終無明顯變化
④	先加入4mL飽和Na2SO3溶液 再充滿CO2	鎂條始終無明顯變化
⑤	先加入2mL蒸餾水 再通入約4mL CO2	鎂條第3天開始變黑 至第20天全部變黑

【解釋與結(jié)論】
（1）實(shí)驗(yàn)1和2中，NaOH濃溶液的作用是（用化學(xué)方程式表示）。
（2）實(shí)驗(yàn)1的目的是。
（3）實(shí)驗(yàn)3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO2、。
（4）得出“鎂條變黑一定與CO2有關(guān)”結(jié)論，依據(jù)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是（填編號(hào)）。
（5）由上述實(shí)驗(yàn)可推知，鎂條變黑的條件是。
（6）【反思與評(píng)價(jià)】
在猜想與假設(shè)時(shí)，同學(xué)們認(rèn)為鎂條變黑與N2無關(guān)，其理由是。
欲進(jìn)一步證明鎂條表面的黑色物質(zhì)中含有碳酸鹽，所需要的試劑是。
（7）【定量分析】小陸同學(xué)取了實(shí)驗(yàn)室存放較久的1克鎂條和20克稀硫酸（足量）放入一支質(zhì)量為30克的試管中，看到產(chǎn)生較多氣泡，等沒有氣泡后精確稱量，得到試管和內(nèi)容物總質(zhì)量為50.92克，小陸同學(xué)認(rèn)為此反應(yīng)產(chǎn)生的全部為氫氣。試幫小陸同學(xué)計(jì)算這1 克鎂條中還含有多少鎂？
同學(xué)們經(jīng)過討論一致認(rèn)為在操作和稱量準(zhǔn)確的情況下，實(shí)際含有的鎂要小于計(jì)算結(jié)果。請(qǐng)你分析可以有原因

Answer 1

【答案】
（1）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
（2）驗(yàn)證氧氣與鎂條變黑的關(guān)系
（3）氧氣,氮?dú)?/span>
（4）2,5
（5）鎂與氧氣,水,二氧化碳接觸
（6）氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑,稀鹽酸和石灰水
（7）0.96克,氫氣中混有二氧化碳,水蒸汽等
【解析】（1）實(shí)驗(yàn)1和2中，NaOH濃溶液的作用是2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
（2）實(shí)驗(yàn)1的目的是驗(yàn)證只有氧氣，沒有二氧化碳和水時(shí)鎂條是否會(huì)變黑；
（3）實(shí)驗(yàn)3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO2、氧氣，氮?dú)?；
（4）得出“鎂條變黑一定與CO2有關(guān)”結(jié)論，依據(jù)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是2，5，兩者比較其它條件相同，只有二氧化碳的情況不同，且有二氧化碳的變黑，沒有二氧化碳的不變黑，故證明鎂條與二氧化碳有關(guān)；
（5）由上述實(shí)驗(yàn)可推知，鎂條變黑的條件是鎂與氧氣，水，二氧化碳接觸；
（6）氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，通常不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以在猜想與假設(shè)時(shí)，可認(rèn)為鎂條變黑與N2無關(guān) . 驗(yàn)證碳酸鹽的方法是：將樣品中加入適量稀鹽酸，如果生成氣體，將氣體通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁，證明樣品中有碳酸鹽；
（7）由質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量不變，所以生成氫氣的質(zhì)量為：1克+20+30克-50.92克=0.08g，設(shè)1 克鎂條中還含有鎂的質(zhì)量為x，

Mg + H2SO4 = MgSO4 +	H2↑
24	2
x	0.08g

=
x=0.96g

鎂條表面的黑色物質(zhì)中含有碳酸鹽,加入酸時(shí)會(huì)生成二氧化碳，所以氫氣中混有二氧化碳，水蒸汽等，實(shí)際生成氫氣的質(zhì)量小于0.08g，鎂的質(zhì)量小于0.96g.
所以答案是：1）CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；（2）檢驗(yàn)只用氧氣是否會(huì)使鎂條變黑；（3）氧氣、氮?dú)猓唬?）2、5；（5）鎂與氧氣，水，二氧化碳接觸；（6）氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑；稀鹽酸和石灰水；（7）0.96克；氫氣中混有二氧化碳，水蒸汽等.