Question

体操运动员在完成单杠、吊环项目时常用“镁粉”搓手，以起到防滑效果．某种“镁粉”中可能含有Mg、MgO、Mg（OH）₂、MgCO₃中的一种或两种固体，实验小组对其成分展开了探究．
已知：MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O
MgCO₃+2HCl=MgCl₂+H₂O+CO₂↑
（1）探究“镁粉”中是否含有Mg和MgCO₃
①取少量样品，如图1所示进行实验．观察到a试管中有气泡产生，b试管中产生的现象是

 

．则证明“镁粉”中一定含有MgCO₃．
②为证明“镁粉”中是否含有Mg，小明将燃着的木条放在图中b试管口上方，木条熄灭．但同学们指出，该实验不能达成实验目的，需要将图中的澄清石灰水替换成

 

．小明按照修改后的实验方案重复上述实验，观察到b试管口无明显现象，证明“镁粉”中

 

．
（2）探究“镁粉”中是否还含有MgO及Mg（OH）₂
【实验过程】
Ⅰ．用MgO、Mg（OH）₂和MgCO₃三种固体分别做性质实验．分别取0.5 g三种固体粉末，每次取样方法如图2所示：
逐滴加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失．在如表中记录消耗的同浓度稀盐酸的体积（以下体积均在同一条件下测定，且保留到小数点后1位）

	MgO	Mg（OH）2	MgCO3
消耗稀盐酸的体积/mL	10.4	7.2	5.0

Mg（OH）₂与盐酸发生中和反应的化学方程式为

 

．
Ⅱ．取“镁粉”样品0.5g，加入上述稀盐酸至粉末恰好溶解．此时消耗稀盐酸的体积约为5.3mL．
【实验分析及结论】
“镁粉”不只含有MgCO₃．理由是

 

【实验反思】
为确定“镁粉”的具体成分，同学们认为还需要补充如下实验：分别取0.5g“镁粉”和0.5g

 

，加入足量稀盐酸，测定生成的气体体积分别为119mL和140mL．由此可知“镁粉”中含有MgCO₃的质量分数为

 

，“镁粉”中除MgCO₃外的另一种物质为

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,中和反应及其应用,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（1）探究“镁粉”中是否含有Mg和MgCO₃
①由澄清石灰水是否变浑浊，考虑是否有二氧化碳生成．则可推测“镁粉”中是否含有MgCO₃．
②考虑二氧化碳的灭火作用，故先除掉二氧化碳，再证明是否有氢气生成，推测是否含有镁．
（2）探究“镁粉”中是否还含有MgO及Mg（OH）₂
【实验过程】
Ⅰ．根据复分解反应的特点，进行书写Mg（OH）₂与盐酸发生中和反应的化学方程式．
【实验分析及结论】
根据表格中的数据和“取“镁粉”样品0.5g，加入上述稀盐酸至粉末恰好溶解．此时消耗稀盐酸的体积约为5.3mL”，进行回答：“镁粉”是否只含有MgCO₃； 
【实验反思】
根据表格中的数据，进行设计实验，根据数据进行分析：“镁粉”中除MgCO₃外的另一种物质．

解答：解：
（1）探究“镁粉”中是否含有Mg和MgCO₃
①根据题目中结论：“镁粉”中一定含有MgCO₃和现象“a试管中有气泡产生”，则可推测b试管中一定有二氧化碳与氢氧化钙的反应发生，故澄清石灰水变浑浊；
②因为二氧化碳的灭火作用，故先除掉二氧化碳，则需要将图中的澄清石灰水替换成氢氧化钠浓溶液，再证明是否有氢气生成，如果观察到b试管口无明显现象，则推测“镁粉”中一定不含有镁；
（2）探究“镁粉”中是否还含有MgO及Mg（OH）₂
【实验过程】
Ⅰ．根据复分解反应的书写特点“内项结合，外项结合”，则Mg（OH）₂与盐酸发生中和反应的化学方程式为Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O．
【实验分析及结论】
根据表格中的数据和“取“镁粉”样品0.5g，加入上述稀盐酸至粉末恰好溶解．此时消耗稀盐酸的体积约为5.3mL”，则推测“镁粉”不只含有MgCO₃．理由是0.5gMgCO₃消耗的盐酸体积与0.5g“镁粉”消耗的盐酸体积不相等；
【实验反思】
为确定“镁粉”的具体成分，同学们认为还需要补充如下实验：分别取0.5g“镁粉”和0.5gMgCO₃，加入足量稀盐酸，测定生成的气体体积分别为119mL和140mL．
设MgCO₃的质量为x，则

x

0.5g

=

119ml

140ml

，解得x=0.425g，则

0.425g

0.5g

×100%=85%，由此可知“镁粉”中含有MgCO₃的质量分数为85%；
“镁粉”中另一种物质的质量为0.5g-0.425g=0.075g，消耗稀盐酸的体积为5.3ml-4.25ml=1.05ml，则设0.5g该物质消耗稀盐酸的体积为x，则

0.075g

1.05ml

=

0.5g

y

，解得y=7ml，故“镁粉”中除MgCO₃外的另一种物质为Mg（OH）₂．
故答案为：
（1）①澄清石灰水变浑浊．②氢氧化钠浓溶液． 不含Mg．
【实验过程】Ⅰ． Mg（OH）₂+2HCl═MgCl₂+2H₂O．
【实验分析及结论】0.5gMgCO₃消耗的盐酸体积与0.5g“镁粉”消耗的盐酸体积不相等
【实验反思】MgCO₃，85%，Mg（OH）₂．

点评：本题难度较大，考查全面，从定性和定量两个方面测定物质的种类，关键在于知道碳酸根离子与酸反应能产生二氧化碳．