某研究性學(xué)習(xí)小組做實(shí)驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)，表面擦去氧化膜的鎂片可與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。該小組同學(xué)通過如下實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)物并探究反應(yīng)原理。
實(shí)驗(yàn)①：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛適量滴有酚酞試液的飽和碳酸氫鈉溶液的燒杯中，迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液的淺紅色加深。
Ⅰ、定性實(shí)驗(yàn)
（1）氣體的檢驗(yàn) 
實(shí)驗(yàn)②：將實(shí)驗(yàn)①中收集到的氣體點(diǎn)燃，發(fā)現(xiàn)氣體安靜燃燒，火焰呈淡藍(lán)色。則氣體為          。
（2）該小組同學(xué)對(duì)反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物做出如下猜測(cè)：
猜測(cè)1：白色不溶物可能為　　　　　   
猜測(cè)2：白色不溶物可能為MgCO3
猜測(cè)3：白色不溶物可能為堿式碳酸鎂[yMg(OH)2?xMgCO3]
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)固體中是否含有MgCO3，寫出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論：                                                                                   。
（3）實(shí)驗(yàn)③：取實(shí)驗(yàn)①中的濾液，向其中加入少量CaCl2稀溶液，產(chǎn)生白色沉淀，溶液紅色變淺，說明溶液中存在CO32－離子。
Ⅱ、定量實(shí)驗(yàn)
（4）為進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)I的白色不溶物的成分，進(jìn)行以下定實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示：

稱取干燥、純凈的白色不溶物 7.36 g，充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入裝置A和B中。實(shí)驗(yàn)后裝置A增重0.72g，裝置B增重2.64 g。白色不溶物的化學(xué)式為                。
（5）寫出鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式                           。
Ⅲ、反應(yīng)原理分析
（6）NaHCO3溶液中存在如下電離平衡：H2OH+ + OH－、HCO3－H+ +CO32－，請(qǐng)從平衡移動(dòng)角度分析實(shí)驗(yàn)①產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物的原因：                                     。

（1）氫氣（或H2）（2分）
（2）Mg(OH)2（2分）取少許實(shí)驗(yàn)①固體，加足量稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則含有MgCO3。反之，則無。（2分)
（4）2Mg(OH)2?3MgCO3或Mg5(OH)4(CO3)3�。�2分)　　　　　
（5）5Mg+6NaHCO3+4H2O= 2Mg(OH)2? 3MgCO3↓+3Na2CO3+5H2↑（2分)
（6）Mg和H+反應(yīng)生成H2和Mg2+，Mg2+跟OH－、CO32－結(jié)合生成沉淀，則H+、OH－、CO32－的濃度均降低，上述平衡均向右移動(dòng)。所以Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。（3分)

解析試題分析：（1）將實(shí)驗(yàn)①中收集到的氣體點(diǎn)燃，發(fā)現(xiàn)氣體安靜燃燒，火焰呈淡藍(lán)色，說明該氣體具有可燃性，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后元素種類不變可分析出是氫氣。
（2）根據(jù)元素守恒和物質(zhì)的溶解性可知：白色不溶物可能是Mg（OH）2 或MgCO3或Mg（OH）2與MgCO3，故猜測(cè)1為Mg(OH)2；根據(jù)碳酸鹽的性質(zhì)，能與強(qiáng)酸反應(yīng)生成CO2氣體，所以檢驗(yàn)是否含有MgCO3的方法為：取少許實(shí)驗(yàn)①固體，加足量稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則含有MgCO3。反之，則無。
（4）B中堿石灰質(zhì)量的增加量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量，所以生成二氧化碳的質(zhì)量為2.64g，設(shè)含MgCO3的質(zhì)量為x,則：
MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2↑
84          44
X          2.64g
可得：84:44=x：2.64g，解得x=5.04g，所以含Mg(OH)2的質(zhì)量為：7.36g—5.04g=2.32g，Mg(OH)2與MgCO3的物質(zhì)的量之比為：2.32g÷58g/mol：（5.04g÷84g/mol）=0.4mol：0.6mol=2:3，所以白色不溶物的化學(xué)式為：2Mg(OH)2?3MgCO3或Mg5(OH)4(CO3)3
（5）根據(jù)上述探究實(shí)驗(yàn)可知，鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，生成了2Mg(OH)2?3MgCO3和H2，根據(jù)元素守，恒，還會(huì)生成Na2CO3，所以化學(xué)方程式為：5Mg+6NaHCO3+4H2O = 2Mg(OH)2? 3MgCO3↓+3Na2CO3+5H2↑。
（6）NaHCO3溶液中存在如下電離平衡：H2OH+ + OH－、HCO3－H+ +CO32－，鎂是活潑金屬，能與H+反應(yīng)，生成Mg2+和H2，Mg2+能與OH?結(jié)合成Mg(OH)2沉淀，Mg2+還能與CO32?結(jié)合成MgCO3沉淀，H+、OH－、CO32－的濃度均降低，上述平衡均向右移動(dòng)。所以Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。
考點(diǎn)：本題考查探究實(shí)驗(yàn)的分析、物質(zhì)的判斷、化學(xué)計(jì)算、化學(xué)方程式的書寫、平衡移動(dòng)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)還原鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行科學(xué)探究。已知Ca(OH)2的分解溫度為580℃，鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的溫度為900℃：根據(jù)下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了還原鐵粉與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中觀察到肥皂液中產(chǎn)生了大量的氣泡。

（1）實(shí)驗(yàn)中Ca(OH)2的作用是            。實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物是       。
（2）為進(jìn)一步探究還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)固體產(chǎn)物的成分，研究性學(xué)習(xí)小組將反應(yīng)后的固體經(jīng)處理后得到黑色氧化物固體，針對(duì)黑色氧化物固體，該小組提出如下的假設(shè)并進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)：
假設(shè)一：固體為FeO
假設(shè)二：固體為Fe3O4
假設(shè)三：                       
①限選用下列試劑：鹽酸、KSCN溶液、K3Fe(CN)6 溶液、氯水，證明假設(shè)一不成立

操作
現(xiàn)象
結(jié)論
 
 
假設(shè)一不成立
 
②為了進(jìn)一步確定產(chǎn)物的成分，用黑色固體進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn):

加入足量氯水所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是                          ；檢驗(yàn)紅褐色固體是否洗滌干凈的操作是                                            ；灼燒時(shí)盛放固體的儀器是         ；若假設(shè)二成立，黑色固體最終全部轉(zhuǎn)化成的紅棕色粉末的質(zhì)量是     g

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

肉桂酸用途廣泛，常被用作食品保鮮劑、食品添加劑、有機(jī)合成中間體等。其一種合成原理如下：

【實(shí)驗(yàn)步驟】
①向A中依次加入沸石、一定比例的苯甲醛、乙酸酐及少許碳酸鉀。
②控制溫度1500C~1700C，使其充分反應(yīng)。
③向冷卻后的三口瓶?jī)?nèi)加入飽和碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)pH至9~10。
④如裝置B所示，用水蒸氣蒸餾，除去未反應(yīng)的苯甲醛。
⑤加入活性炭，充分振蕩并煮沸脫色。

⑥……
（1）裝置A中冷凝管由     端（填“a”或“b”）通入冷凝水。
（2）步驟③中加入飽和碳酸鈉溶液將肉桂酸、醋酸轉(zhuǎn)化為肉桂酸鈉和醋酸鈉的原因：             。
（3）裝置B在進(jìn)行水蒸氣蒸餾之前，需進(jìn)行的操作為     ，玻璃管的作用為     。
（4）當(dāng)觀察到冷凝管中               ，說明水蒸氣蒸餾結(jié)束。
（5）步驟⑥通過以下操作分離、提純得較純凈的肉桂酸（難溶于水），其正確的操作順序是     （填字母）。
a．重結(jié)晶                    b．冷卻、抽濾，水洗晶體
c．加入濃鹽酸調(diào)節(jié)pH=3       d．靜置，趁熱過濾得肉桂酸鈉溶液

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

苯甲酸常用于抗真菌及消毒防腐。實(shí)驗(yàn)室常用高錳酸鉀氧化甲苯制備苯甲酸，其裝置如圖甲所示（加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去）。實(shí)驗(yàn)過程如下：
①將5.4 mL甲苯、100 mL水、幾粒沸石加入250 mL三頸燒瓶中；
②裝上冷凝管，加熱至沸后分批加入16 g高錳酸鉀，回流反應(yīng)4 h；
③將反應(yīng)混合物趁熱減壓過濾，并用熱水洗滌濾渣，將洗滌液并入濾液中；
④濾液加入鹽酸酸化后，抽濾（裝置如圖乙）、洗滌、干燥得苯甲酸粗產(chǎn)品。
在苯甲酸制備過程中發(fā)生反應(yīng)：

（1）圖甲冷凝管中冷水應(yīng)從________（填“a”或“b”）管進(jìn)入，圖乙中儀器X的名稱為________。
（2）實(shí)驗(yàn)中分批加入KMnO4的原因是_________________________。
（3）判斷甲苯被氧化完全的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________。
（4）抽濾操作與普通過濾相比，除了得到沉淀較干燥外，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是__________________________________________________________。
（5）第一次過濾時(shí)，若溶液呈紅色，可加入下列試劑處理________（填字母）。

A．H2O B．CCl4
C．NaHSO3 D．HNO3
（6）苯甲酸在不同溫度下溶解度見下表：
T/℃
4
18
75
溶解度/g
0.18
0.27
2.20
 
洗滌苯甲酸晶體時(shí)應(yīng)用________洗滌。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

制備無水乙醇的實(shí)驗(yàn)原理:由于乙醇95.6%、水4.4%組成一種混合物,常壓下,它有一定的沸點(diǎn)（78.17 ℃）,這個(gè)沸點(diǎn)低于水的（100 ℃）也低于純乙醇的沸點(diǎn)（78.3 ℃）,所以只靠簡(jiǎn)單蒸餾酒精,所得乙醇純度最高只能達(dá)到95.6%,尚含有4.4%的水。如果要得到含量較高的乙醇,在實(shí)驗(yàn)室中常用的簡(jiǎn)便方法是加入生石灰回流（回流是在一個(gè)可以加熱的反應(yīng)容器中,把液體加熱使受熱轉(zhuǎn)化生成的蒸氣通過冷凝器冷凝又回流到原容器的操作。見圖甲）,回流之后再蒸餾,可得99.5%的乙醇,通常稱為無水乙醇。如果要得到純度更高的絕對(duì)乙醇（含乙醇99.95%）,則還要用金屬鈉進(jìn)行處理,借以除去最后微量的水分。

實(shí)驗(yàn)步驟:取干燥的250 mL圓底燒瓶一個(gè),加入95%乙醇100 mL和小塊生石灰30 g,振搖后用橡皮塞塞緊,放置過夜。在燒瓶口裝上回流冷凝管,管口接一支氯化鈣干燥管（裝置見圖甲）,在水浴上加熱回流1至2小時(shí),稍冷,取下冷凝管,改裝成蒸餾裝置（如圖乙）,再放在熱水浴中蒸餾,把最初蒸出的5 mL餾出液另外回收,然后用烘干的吸濾瓶作為接收器,其側(cè)管接一支氯化鈣干燥管,使其與大氣相通,蒸至無液滴出來為止,量取所得乙醇的體積,計(jì)算回收率。請(qǐng)回答:
（1）為什么回收或蒸餾時(shí)都要裝上氯化鈣干燥管?
                                                                       　。
（2）為了防止回流系統(tǒng)外部濕氣侵入,有人用塞子把冷凝管上端塞緊,這樣做是否可行,為什么?                                                                       　。
（3）無水氯化鈣常用作吸水劑,如用無水氯化鈣代替氧化鈣投入酒精中,放置過夜,然后過濾。用此方法進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)制取乙醇是否可行,為什么?
                                                                       　。
（4）一般用干燥劑干燥有機(jī)物時(shí),在蒸餾前應(yīng)先過濾,但用氧化鈣制備無水乙醇時(shí),為什么可不過濾,留在瓶中一起蒸餾?
                                                                       　。
（5）為什么最初蒸出的5 mL餾出液另外收集,它的純度是否已達(dá)99.5%?
                                                                       　。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

由呋喃甲酸脫羧得到呋喃與丙酮在酸性條件下縮合，可得到八甲基四氧雜夸特烯。有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理及流程如下；

步驟1：呋喃的制備
在圓底燒瓶中放置4.5 g呋喃甲酸（100 ℃升華，呋喃甲酸在133 ℃熔融，230～232 ℃沸騰，并在此溫度下脫羧），按圖安裝好儀器。先大火加熱使呋喃甲酸快速熔化，然后調(diào)節(jié)加熱強(qiáng)度，并保持微沸，當(dāng)呋喃甲酸脫羧反應(yīng)完畢，停止加熱。得無色液體呋喃（沸點(diǎn)：31～32 ℃，易溶于水）。

步驟2：大環(huán)化合物八甲基四氧雜夸特烯的合成
在25 mL錐形瓶中加入2.7 mL 95%乙醇和1.35 mL濃鹽酸，混勻，在冰浴中冷至5 ℃以下，然后將3.3 mL丙酮和1.35 mL呋喃的混合液迅速倒入錐形瓶中，充分混勻，冰浴冷卻，靜置得一黃色蠟狀固體。過濾，并用3 mL無水乙醇洗滌，用苯重結(jié)晶，得白色結(jié)晶八甲基四氧雜夸特烯。
（1）步驟1中用大火急速加熱，其主要目的是____________________________。
（2）裝置圖中堿石灰的作用是__________________________________________；
無水氯化鈣的作用是________________________________________________。
（3）脫羧裝置中用冰鹽浴的目的是_____________________________________。
（4）合成八甲基四氧雜夸特烯加入鹽酸的目的是_________________________。
（5）確論產(chǎn)品為八甲基四氧雜夸特烯，可通過測(cè)定沸點(diǎn)，還可采用的檢測(cè)方法有__________________________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

硼位于ⅢA族，三鹵化硼是物質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究熱點(diǎn)，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機(jī)合成的催化劑。
【查閱資料】①BCl3的沸點(diǎn)為12.5 ℃，熔點(diǎn)為－107.3 ℃；②2B＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑；③硼與鋁的性質(zhì)相似，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】　某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備三氯化硼：

請(qǐng)回答下列問題：
(1)常溫下，高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發(fā)生的反應(yīng)可替代A裝置中的反應(yīng)，兩個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物中錳的價(jià)態(tài)相同。寫出高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式：___________________________________。
(2)E裝置的作用是_______________________________________________。
如果拆去B裝置，可能的后果是______________________________________
(3)寫出D裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________
實(shí)驗(yàn)中可以用一個(gè)盛裝________(填試劑名稱)的干燥管代替F＋G裝置，使實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)便。
(4)三氯化硼遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸(H3BO3)和白霧，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________；
實(shí)驗(yàn)室保存三氯化硼的注意事項(xiàng)是_________________________________。
(5)為了順利完成實(shí)驗(yàn)，正確的操作是________(填序號(hào))，并解釋原因：________。
①先點(diǎn)燃A處酒精燈，后點(diǎn)燃D處酒精燈
②先點(diǎn)燃D處酒精燈，后點(diǎn)燃A處酒精燈
③同時(shí)點(diǎn)燃A、D處酒精燈
(6)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證制得的產(chǎn)品中是否含有硼粉：________________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

氯酸鎂[Mg(ClO3)2]常用作催熟劑、除草劑等，實(shí)驗(yàn)室制備少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下：

已知：①鹵塊主要成分為MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等雜質(zhì)。
②四種化合物的溶解度(S )隨溫度(T )變化曲線如圖所示。

（1）過濾所需要的主要玻璃儀器有           。
（2）加入BaCl2的目的是        ，加MgO后過濾所得濾渣的主要成分為            。
（3）加入NaClO3飽和溶液后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                             
（4）產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的測(cè)定：
步驟1：準(zhǔn)確稱量3.50 g產(chǎn)品配成100 mL溶液。
步驟2：取10.00 mL于錐形瓶中，加入10.00 mL稀硫酸和20 .00mL 1.000 mol·L－1的FeSO4溶液，微熱。
步驟3：冷卻至室溫，用0.100 mol·L－1 K2Cr2O7 溶液滴定剩余的Fe2＋至終點(diǎn)，此過程中反應(yīng)的離子方程式為：Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。
步驟4：將步驟2、3重復(fù)兩次，平均消耗K2Cr2O7   溶液15.00 mL。
①寫出步驟2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：                                        ；
②產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為          。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

某研究性學(xué)習(xí)小組擬探究在含Mg2+、Al3+ 的混合溶液中滴加NaOH溶液時(shí)，生成氫氧化物沉淀的過程。
【實(shí)驗(yàn)】在0.1 mol?L－1 MgSO4、0.05 mol?L－1Al2(SO4)3的混合溶液中滴加0.5 mol?L-1NaOH溶液，借助氫離子傳感器和相應(yīng)分析軟件，測(cè)得溶液的pH隨NaOH溶液的加入變化情況如圖所示。

（1）為精確控制加入NaOH溶液的體積，可將NaOH溶液置于                         （填儀器名稱）中滴加。
（2）圖中有三個(gè)pH增加緩慢的階段，第一階段（a點(diǎn)前）對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是                                                                 。
（3）對(duì)第二階段（b、c之間）溶液pH變化緩慢的本質(zhì)，小組同學(xué)做出如下推測(cè)，請(qǐng)補(bǔ)充推測(cè)2和3：
推測(cè)1：生成Mg(OH)2沉淀，消耗OH－；
推測(cè)2：                                    ；
推測(cè)3：                                           。
若推測(cè)1符合實(shí)際情況，則a點(diǎn)之前反應(yīng)的離子方程式為                                    ，請(qǐng)據(jù)此描述Mg(OH)2、Al(OH)3兩種物質(zhì)在水溶液中溶解性的差異                                            。
（4）請(qǐng)分析e點(diǎn)后溶液中較大量存在的含金屬元素的離子并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)（可不填滿）：

較大量存在的含金屬元素的離子
檢驗(yàn)方法
 
 
 
 
 
 
 

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