Question

8．?dāng)X秀化學(xué)興趣小組為驗證質(zhì)量守恒定律，利用圖1裝置做了鎂粉在空氣中燃燒的實驗，該實驗中氣球的作用形成密閉體系，平衡裝置內(nèi)外氣壓；實驗結(jié)束后，小明發(fā)現(xiàn)鎂粉在空氣中充分燃燒，產(chǎn)物中還有少量黃色固體．
為了弄清黃色固體的成分，他進(jìn)行如下實驗研究：

【查閱資料1】
①氧化鎂為白色固體，與水反應(yīng)只生成氫氧化鎂
②鎂能與氮氣劇烈反應(yīng)生成黃色的氮化鎂（Mg₃N₂）固體
③氮化鎂可與水劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)
④氫氧化鈉（NaOH）易與二氧化碳反應(yīng)．
【設(shè)計實驗】小明設(shè)計如下實驗驗證黃色固體為Mg₃N₂，請完成下列實驗報告．

操作步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量黃色固體于試管中，加入適量的水， 并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	試管中產(chǎn)生氣泡，濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)	黃色固體為Mg3N2

【交流與思考】
該興趣小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)久置的鎂條上有一層灰黑色的“外衣”．這層灰黑色的外衣是什么物質(zhì)呢？他們一起進(jìn)行實驗探究．
【提出猜想】猜想1：灰黑色固體可能是MgO；
猜想2：灰黑色固體可能是Mg₂（OH）₂CO₃，
猜想3：灰黑色固體可能是Mg（OH）₂
小紅認(rèn)為猜想1是錯誤的，其理由是氧化鎂為白色固體
【查閱資料2】
①Mg（OH）₂受熱分解產(chǎn)生兩種氧化物．    ②Mg₂（OH）₂CO₃受熱分解產(chǎn)生三種氧化物．
【實驗探究】小亮利用圖2裝置進(jìn)行實驗：
實驗中發(fā)現(xiàn)試管口有液滴出現(xiàn)．說明有H₂O（填化學(xué)式，下同）生成，澄清的石灰水變渾濁，說明有CO₂生成．同時試管內(nèi)生成白色固體．
【實驗分析】實驗后，小亮認(rèn)為猜想3是錯誤的，其理由是石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中不含有碳元素．
該興趣小組同學(xué)為進(jìn)一步驗證猜想2，用圖3所示的裝置進(jìn)行實驗，
其中左瓶中的溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳；經(jīng)過近一個
月的觀察，試管中鎂條表面仍為白色．由此可知：猜想2成立．
請寫出Mg₂（OH）₂CO₃受熱分解的化學(xué)方程式Mg₂（OH）₂C0₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 鎂在空氣中燃燒生成氧化鎂；
氧化鎂是白色固體；
水蒸氣遇冷變成小液滴；
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
化學(xué)反應(yīng)前后，元素種類不變；
根據(jù)反應(yīng)的特點，分析反應(yīng)的生成物，完成反應(yīng)化學(xué)方程式的書寫．

解答 解：實驗中，氣球的作用是形成密閉體系，平衡裝置內(nèi)外氣壓．
故填：形成密閉體系，平衡裝置內(nèi)外氣壓．
【設(shè)計實驗】
實驗報告如下表所示：

操作步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量黃色固體于試管中，加入適量水，加熱，并將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口	試管中產(chǎn)生氣泡，濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)	黃色固體為Mg3N2

【提出猜想】
不可能是氧化鎂的理由是氧化鎂為白色固體．
故填：氧化鎂為白色固體．
【實驗探究】
發(fā)現(xiàn)試管口有液滴出現(xiàn)，說明有H₂O生成，澄清石灰水變渾濁，說明有CO₂生成，同時試管內(nèi)生成白色固體．
故填：H₂O；CO₂．
【實驗分析】
小紅的猜想也是錯誤的理由是：石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中不含有碳元素；
其中左瓶中的NaOH溶液的作用是吸收空氣中的二氧化碳；
Mg₂（OH）₂C0₃加熱分解的產(chǎn)生均為氧化物，則分解生成MgO、H₂O、CO₂三種物質(zhì)其方程是為：Mg₂（OH）₂C0₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H₂O+CO₂↑．
故填：石灰水變渾濁說明此變化過程中有二氧化碳生成，而氫氧化鎂中不含有碳元素；吸收空氣中的二氧化碳；Mg₂（OH）₂C0₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MgO+H₂O+CO₂↑．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．