小王同學(xué)對(duì)化學(xué)充滿了興趣,喜歡做各種實(shí)驗(yàn).有一次他和其它同學(xué)對(duì)鎂進(jìn)行了一些研究:
【Ⅰ】他們用砂紙打磨掉表面灰黑色的物質(zhì),將其放入水中,未看到有明顯的現(xiàn)象,改用酒精燈加熱后,觀察到表面有大量氣泡,經(jīng)驗(yàn)是氫氣.他們又向溶液中滴加無(wú)色酚酞試液,發(fā)現(xiàn)酚酞變成紅色,說明有
OH-
OH-
產(chǎn)生.該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生和速率與
溫度
溫度
有關(guān),許多物質(zhì)的
反應(yīng)速度
反應(yīng)速度
隨溫度的升高而增大.
【Ⅱ】該小組成員開始研究鎂帶表面的灰黑色物質(zhì),小王大膽提出了三個(gè)假設(shè):
假設(shè)1該物質(zhì)是MgO;假設(shè)2該物質(zhì)是Mg(OH)
2;假設(shè)3鎂可能會(huì)象銅一樣生成堿式碳酸鎂.
但其它同這立即否定了他的假設(shè)1和2,因?yàn)楦鶕?jù)所學(xué)的知識(shí)MgO,Mg(OH)
2都是
白
白
色固體.對(duì)于假設(shè)3,他們?cè)O(shè)計(jì)了如下方案
實(shí)驗(yàn)方案 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
|
|
證明有CO32- |
取樣于試管,加熱 |
|
證明有氫元素 |
【III】他們?cè)谌℃V帶表面灰黑色樣品時(shí)感到比較困難,索性將表面發(fā)黑的鎂帶全部磨成粉末,放入干燥的硬質(zhì)試管中加熱,一段時(shí)間后,鎂粉突然出現(xiàn)紅熱燃燒起來,反應(yīng)停止后有少量黑色物質(zhì)A粘在試管壁上,這黑色物質(zhì)A中混有什么?他們查資料篩選出幾條有價(jià)值的信息:
(1)2Mg+CO
2=2MgO+C; (2)C+2H
2SO
4(濃)=CO
2↑+SO
2↑+H
2O;(3)SO
2+Ca(OH)
2=CaSO
3↓(白)+H
2O.
試分析A物質(zhì)為
C
C
,根據(jù)上述信息,他們又設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn),幫助他們完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告:
實(shí)驗(yàn)方案 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
取反應(yīng)后試管內(nèi)樣品,先滴加過量的 稀硫酸 稀硫酸 |
固體部分溶解 |
|
再 加熱 加熱 (填一具體的實(shí)驗(yàn)操作) |
黑色固體全部溶解 |
|
【Ⅳ】為驗(yàn)證碳和濃硫酸反應(yīng)的三種產(chǎn)物,應(yīng)將氣體通過下列三種試劑(假設(shè)每步均完全)即:
氣體→
無(wú)水硫酸銅
無(wú)水硫酸銅
→
高錳酸鉀溶液
高錳酸鉀溶液
→
澄清石灰水
澄清石灰水
;
(現(xiàn)象依次為)
白色固體變藍(lán)
白色固體變藍(lán)
、
紫紅色褪去
紫紅色褪去
、
澄清石灰水變渾濁
澄清石灰水變渾濁
【V】該興趣小組的同學(xué)進(jìn)一步又查出胃藥堿式碳酸鎂有多種不同的組成,如Mg
2(OH)
2CO
3、Mg
4(OH)
2(CO
3)
3、Mg
5(OH)
2(CO
3)
4等.小紅同學(xué)為確定堿式碳酸鎂的組成,設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)步驟(1)按圖組裝置后,首先進(jìn)行的操作是
檢查裝置的氣密性
檢查裝置的氣密性
.E處干燥管內(nèi)盛放的藥品是
堿石灰
堿石灰
,其作用是
防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置
防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置
.
實(shí)驗(yàn)步驟(2)稱取樣品31g,并將其放入硬質(zhì)玻璃管中,稱量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質(zhì)量為87.6g,裝堿石灰的U型管D的質(zhì)量為74.7g.
實(shí)驗(yàn)步驟(3)打開活塞
K1K2
K1K2
,關(guān)閉
K3
K3
,緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘.
實(shí)驗(yàn)步驟(4)關(guān)閉活塞
K1K2
K1K2
,打開
K3
K3
,點(diǎn)燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體為止.
實(shí)驗(yàn)步驟(5)打開活塞K1,緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘,然后拆下裝置,稱得洗氣瓶C的質(zhì)量為89.4g,U型管D的質(zhì)量為87.9g,則該堿式碳酸鎂的化學(xué)式為
Mg4(OH)2CO3
Mg4(OH)2CO3
.
【Ⅵ】小明認(rèn)為其化學(xué)式可用Mgx(OH)
2(CO
3)y表示,根據(jù)化合價(jià)規(guī)律,x和y的關(guān)系是
x=y+1
x=y+1
,寫出該物質(zhì)分解的方程式:
Mgx(OH)
2(CO
3)
yxMgO+H
2O+yCO
2↑
Mgx(OH)
2(CO
3)
yxMgO+H
2O+yCO
2↑
小明設(shè)計(jì)了兩套方案(忽略裝置中原來的氣體)
方案I:只測(cè)定分解后生成的水,連接方案是A→C→B,則C中盛放的藥品是
濃硫酸
濃硫酸
,B中盛放的藥品是
氯化鈣固體
氯化鈣固體
方案II:只測(cè)定分解生成的CO
2的質(zhì)量,連接方案是A→C→B→C,則B中的藥品是
堿石灰
堿石灰
,最后連接的C中的藥品是
氫氧化鈉溶液
氫氧化鈉溶液
請(qǐng)你設(shè)計(jì)出更簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法
加熱堿式碳酸鎂稱量反應(yīng)前后固體質(zhì)量
加熱堿式碳酸鎂稱量反應(yīng)前后固體質(zhì)量
.
若取樣品7.88克,方案I測(cè)得生成水0.36g,方案II測(cè)得生成CO
2 3.52g,請(qǐng)你選擇實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過計(jì)算得出堿式碳酸鎂的化學(xué)式.