Question

【題目】小明同學在實驗室將鎂放入NH4Cl溶液中，發現有氣泡產生。詢問老師后得知鎂與NH4Cl溶液反應能生成氣體和一種鹽。為了確定氣體的成分，進行下列實驗探究：

探究一：

【查閱資料】①NH4Cl溶液顯酸性；

②NH3+HCl=NH4Cl , 2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4

③2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O

【提出猜想】反應生成的氣體可能是HCl、NH3、H2中的一種或幾種

【探究實驗】

（1）用濕潤的紫色石蕊試紙檢驗，試紙不變_____①______色，則該氣體中無HCl氣體。

（2）為了探究其它氣體是否存在，設計了如圖實驗裝置

A中溶液變紅色，證明有 ② 氣體（填化學式）；濃硫酸的作用是______③________；B中玻璃管內觀察到 ④ ，說明有氫氣。

【實驗結論】鎂與NH4Cl溶液反應生成NH3和H2，還生成一種鹽的化學式是 ⑤ 。

【實驗反思】（1）綜合以上信息和實驗結論，小林同學認為不需要單獨檢驗HCl氣體，就能說明HCl氣體不存在。理由是： ⑥ 。

探究二：鎂是一種銀白色有金屬光澤的金屬。但實驗時小組同學拿出的鎂條卻是有一層灰黑色的“外衣"，這層灰黑色的外衣是什么物質呢?

【查閱資料】（1）Mg（OH）2：白色固體，難溶于水，受熱會分解成氧化鎂和水；

（2）MgCO3： 白色固體，微溶于水，受熱會分解成氧化鎂和二氧化碳；

（3）MgCO3的熱穩定性比Mg（OH）2的熱穩定性更強。

【提出猜想】

小組同學認為該固體不可能是MgO、Mg（OH）2或MgCO3，他們的理由是 ⑦ 。小組同學由銅生銹會產生Cu2（OH）2CO3聯想到灰黑色的物質可能是Mg2（OH）2CO3。

【實驗分析】

按下圖所示裝置進行實驗，發現試管口有液滴出現；澄清石灰水變渾濁；同時灰黑色固體完全變為白色。

若灰黑色固體是Mg2（OH）2CO3，請寫出Mg2（OH）2CO3受熱分解的化學方程式 ⑧ 。

【組成測定】

工業生產中得到的堿式碳酸鎂晶體是4MgCO3Mg（OH）2zH2O，為精確測量晶體的組成，小組同學取4.66g該晶體，用熱分析儀對固體進行熱分解（加熱使之逐步分解，首先失去結晶水，最后完全反應），測定剩余固體質量與分解溫度之間關系。

【數據處理】剩余固體質量與加熱時間關系如圖所示：

請回答下列問題：

（1）t4～t5段固體為 ⑨ _____（寫化學式）。

（2）根據圖中數據推算4MgCO3Mg（OH）2zH2O中z的數值是： ⑩ 。（請寫出計算過程）

計算過程：

Answer 1

【答案】探究一：（1） 紅（2） NH3 ；除去氣體中的NH3和水蒸氣；固體由黑色變成紅色。MgCl2 實驗反思 :若A中酚酞不變色，說明同時有HCl存在。（或寫：若有HCl存在，則A中溶液不會變紅）；探究二： 提出猜想：它們都是白色固體，而鎂條表面卻是灰黑色的； 實驗分析： Mg2（OH）2CO3 2MgO+H2O+CO2↑ 。

數據處理：（1） MgCO3 和MgO （2） 4 （算出水的質量是0.72g給一分；算出Z 是4，給一分）

【解析】

試題分析：【探究實驗】（1）用濕潤的紫色石蕊試紙檢驗，試紙不變紅色，說明不含有氯化氫氣體；（2）A中溶液變紅色，證明有堿性氣體氨氣；裝置中濃硫酸的作用是除去氣體中的NH3和水蒸氣，因為氫氣具有還原性，故B中玻璃管內觀察到固體由黑色變成紅色，說明含有氫氣；【實驗結論】鎂與NH4Cl溶液反應生成NH3和H2，還生成一種鹽根據質量守恒定律可知其化學式為MgCl2 【實驗反思】（1）綜合以上信息和實驗結論，小林同學認為不需要單獨檢驗HCl氣體，就能說明HCl氣體不存在。理由是：若A中酚酞不變色，說明同時有HCl存在；探究二：【提出猜想】同學認為該固體不可能是MgO、Mg（OH）2或MgCO3，他們的理由是它們都是白色固體，而鎂條表面卻是灰黑色的；【實驗分析】Mg2（OH）2CO3受熱分解的化學方程式為Mg2（OH）2CO3 2MgO+H2O+CO2↑；【數據處理】根據加熱使之逐步分解，首先失去結晶水，最后完全反應的題中信息可知，（1）t4～t5段固體為碳酸鎂和氧化鎂的混合物；（2）有題中信息知道，生成水的質量為;4.66g-3.94g=0.72g；4MgCO3Mg（OH）2zH2O4MgCO3Mg（OH）2 +zH2O

394 18z

3.94 0.72

394/18z=3.94/0.72

z=4