Question

【題目】興趣小組在課外實驗中意外發現：將鎂條放入Na2CO3溶液中，快速產生較多氣泡，有白色沉淀生成。小組同學對此進行了系列探究活動。

探究1：反應產生的氣體是什么？

（作出猜想）小組同學經查閱資料和討論，根據化學變化過程中元素不變，且反應物中含有_____三種元素，作出如下猜想：

①氫氣；②二氧化碳；③氫氣和二氧化碳。

（實驗1）取適量鎂條、100 mL Na2CO3溶液于反應裝置A中，按如圖1所示方案進行實驗，B中石灰水不變渾濁；C處氣體燃燒，燒杯內壁有水珠。說明猜想①正確。

（1）反應裝置A應選用圖2中的_____（填寫序號）。

（2）小組同學討論認為，上述實驗中“燒杯內壁有水珠”作為“反應產生的氣體是氫氣”的證據不可靠。為使這一證據可靠，且仍能一次性地驗證三個猜想，只需在圖1所示方案的基礎上加以改進完善。你的改進方案是_____。

探究Ⅱ：快速產生氣體的原因是什么？

（查閱資科）鎂與水緩慢反應生成氫氣：Na2CO3溶液顯堿性，其溶液中除Na+、CO32﹣外，還有OH+。

（作出猜想）可能是Na2CO3溶液中的某一種離子促進了鎂與水的反應。

（實驗2）按圖3所示方案進行實驗。G、I中緩慢產生氣泡，H中快速產生較多氣泡，說明是CO32﹣而不是Na+、OH﹣促進了鎂與水的反應。

（1）G中實驗的作用是_____。

（2）試劑X是_____。

探究Ⅲ：反應產生的白色沉淀中是否含有MgCO3？

（實驗3）取實驗1反應生成的沉淀于試管中，加入試劑Y，根據實驗現象說明白色沉淀中含有MgCO3．試劑Y及實驗現象為_____，該反應的化學方程式為_____。

反思交流：有些偉大的發現就是從異常現象中得到啟發，通過深入研究而實現的。

Answer 1

【答案】碳氫氧 D 在BC之間增加干燥裝置 對比 氫氧化鈉溶液 稀鹽酸，有氣泡生成 MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2↑

【解析】

碳酸鎂和稀鹽酸反應生成氯化鎂、水和二氧化碳，鎂和水反應生成氫氧化鎂和氫氣。

[作出猜想]據化學變化過程中元素不變，且反應物是碳酸鈉溶液，結合給出的猜想，可知題目要求填寫的是碳氫氧三種元素。

[實驗1]

（1）因為實驗為“將鎂條放入Na2CO3溶液中，快速產生較多氣泡，有白色沉淀生成”，即常溫下固體和液體反應，所以反應裝置A應選用圖2中的 D（不選F是因為生成較多氣體）。

（2）燒杯內壁有水珠”作為“反應產生的氣體是氫氣”的證據不可靠，這是因為反應從液體中發生且生成氣體從溶液中逸出，所以不能說明是因為生成了氫氣。為使這一證據可靠，且仍能一次性地驗證三個猜想，只需在圖1所示方案的 BC之間增加干燥裝置。

[實驗2]（1）G中實驗的作用是 對比，對比碳酸根離子和氫氧根離子對反應的影響。

（2）試劑X是要確定氫氧根離子對反應的影響，所以是氫氧化鈉溶液。

探究Ⅲ：反應產生的白色沉淀中是否含有MgCO3？

[實驗3]取實驗1反應生成的沉淀于試管中，加入試劑Y，根據實驗現象說明白色沉淀中含有MgCO3．由于給出的結論是碳酸鎂，所以應該加入稀鹽酸或者稀硫酸等，有氣泡生成，該反應的化學方程式為。