Question

(13分)某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究Na₂CO₃溶液與MgCl₂溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀的成分，小組成員做如下實(shí)驗(yàn)

（1）若按所得的結(jié)論分析，甲觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________。
（2）在探究沉淀物成分前，甲、乙都將沉淀物從溶液中分離出來(lái)，洗滌并干燥。同學(xué)丙認(rèn)為他們并未將沉淀洗滌干凈，請(qǐng)用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)證明丙的觀點(diǎn)。
（3）同學(xué)丁認(rèn)為甲結(jié)論不合理，理由是Ksp(MgCO₃)___Ksp [Mg(OH)₂](選填“＜”或“＞”)，所以沉淀物未必是MgCO₃。經(jīng)查閱資料得知：該白色沉淀的組成應(yīng)為Mg_x(OH)_y(CO₃)_z·nH₂O。為確定沉
淀物的具體組成，他設(shè)計(jì)下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(所有夾持裝置已省略)。

（4）請(qǐng)將丁設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
①檢查裝置氣密性；
②先裝入藥品，并稱(chēng)量相關(guān)裝置的質(zhì)量，后連接各裝置；
③________________________________________________________；
④停止加熱，持續(xù)通入空氣直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，再次稱(chēng)量步驟②中相關(guān)裝置的質(zhì)量。
（5）裝置E中堿石灰的作用是_________________________________________________。
三次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下：(部分?jǐn)?shù)據(jù)已換算為相應(yīng)的物質(zhì)的量)
  
（6）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第_________組出現(xiàn)誤差較大的數(shù)據(jù)，應(yīng)舍去。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算
得該白色沉淀物的組成為_(kāi)__________(選填序號(hào))。
a．Mg₂(OH)₂CO₃·3H₂O       b．Mg(OH)₂(CO₃)₂·3H₂O
c．Mg₄(OH)₂(CO₃)₃·3H₂O    d．Mg₅(OH)₄(CO₃)₃·2H₂O

Answer 1

（1）沉淀溶解，有氣泡產(chǎn)生（2分）
（2）取最后一次洗滌液于另一試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀。（2分，或取最后一次洗滌液，用焰色反應(yīng)檢驗(yàn)存在的鈉離子。答案合理即可得分） （3）＞（2分）
（4）先通入一會(huì)兒空氣，再加熱（2分） （5）防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入裝置D（2分）
（6）3（1分） c（2分）

試題分析：（1）碳酸鎂與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂、水和CO₂，因此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是沉淀溶解，有氣泡產(chǎn)生。
（2）由于沉淀表面有吸附的氯離子，所以可以通過(guò)檢驗(yàn)氯離子來(lái)判斷沉淀是否洗滌干凈，即取最后一次洗滌液于另一試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀即證明沒(méi)有洗滌干凈。
（3）由于氫氧化鎂的溶度積常數(shù)小于碳酸鎂的溶度積常數(shù)，所以Ksp(MgCO₃)＞Ksp [Mg(OH)₂]。
（4）由于裝置中有殘留的空氣，而空氣中通過(guò)堿石灰時(shí)水蒸氣和CO₂被吸收，所以因此先通入一會(huì)兒空氣，再加熱。
（5）由于空氣中還含有水蒸氣和CO₂會(huì)進(jìn)入裝置D干擾實(shí)驗(yàn)，所以E裝置中堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣和CO₂進(jìn)入裝置D。
（6）由于水蒸氣和CO₂的物質(zhì)的量與樣品的質(zhì)量成比例，因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2中的數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)3中水蒸氣的物質(zhì)的量偏大（應(yīng)該是0.12mol），應(yīng)該舍去。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是3:4，則a．Mg₂(OH)₂CO₃·3H₂O中CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是1:4，a不正確； b．Mg(OH)₂(CO₃)₂·3H₂O中CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是1:2，b不正確；c．Mg₄(OH)₂(CO₃)₃·3H₂O中CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是3:4，c正確；d．Mg₅(OH)₄(CO₃)₃·2H₂O中CO₂與水蒸氣的物質(zhì)的量之比是3:4，但3.64g該物質(zhì)得不到0.03molCO2，d不正確，答案選c。