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】

按右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右圖所示：

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）②NH3③除去氣體中的NH3和水蒸氣；④固體由黑色變成紅色。

【實驗結論】⑤MgCl2實驗反思⑥: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）它們都是白色固體，而鎂條表面卻是灰黑色的

實驗分析：⑧Mg2(OH)2CO32MgO+H2O+CO2↑。

數據處理：⑴MgCO3和MgO⑵4

【解析】

試題分析：（1）HCl氣體能使濕潤的石蕊試紙變紅

（2）②氨氣能使酚酞試液變紅 ③濃硫酸具有吸水性，并能吸收氨氣 ④2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O，氧化銅是黑色固體，銅是紅色固體，故反應現象是固體由黑色變為紅色

【實驗結論】⑤反應前后元素的種類不變，反應前有Mg、N、H、Cl四種元素，生成物NH3和H2中只含有N、H兩種元素，故會有MgCl2生成 實驗反思 ⑥NH3和HCl能發生反應

探究二： 提出猜想：⑦它們都是白色固體，而鎂條表面卻是灰黑色的，根據顏色可以判斷出來

實驗分析：⑧ Mg2(OH)2CO3 2MgO+H2O+CO2↑ 數據處理：⑴碳酸鎂的分解溫度是540 oC，氫氧化鎂的分解溫度是380 oC，故t4～t5段固體為MgCO3 和MgO

（2）因為加熱4MgCO3Mg(OH)2zH2O，首先失去結晶水，所以4.66g該晶體中結晶水的質量是：4.66g-3.94g=0.72g=[18z÷(4×84+58+18z)]×4.66g 解得z=4