Question

1．某实验室小组偶然发现将镁条插入饱和NaHCO₃溶液中，镁条表面出现大量气泡．为了探究产生此现象的原因，该小组设计实验探究如下：
（1）用固体NaHCO₃配置饱和NaHCO₃溶液的操作过程在烧杯中加入足量的碳酸氢钠固体，加入适量蒸馏水，加热使之溶解，冷却后取上层清液即可．饱和NaHCO₃溶液pH=8.4，用离子方程式表示HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（2）请完成以下实验设计（镁条已擦去氧化膜且表面积大致相同．表中不要留空格）：

序号	实验操作	实验现象	实验结论
①	将镁条投入5mL蒸馏水	微量气泡	Mg与蒸馏水缓慢反应
②	将镁条投入5mL饱和NaHCO3溶液中	镁表面出现大量气泡	Mg与NaHCO3溶液剧烈反应
③	将镁条投入5mLNaOH溶液中	现象不明显	Mg与NaOH溶液较难反应

（3）对于反应中产生的气体（不考虑水蒸气），请你完成假设二和假设三：假设一：只有CO₂；假设二：只有H₂；假设三：H₂和CO₂；
请假设实验，用镁条和饱和NaHCO₃溶液制取气体并检验其中是否含有CO₂，写出实验步骤和结论．

实验步骤	想象和结论
大试管中加入擦去氧化膜的镁条

Answer 1

分析 （1）配制饱和溶液，只要溶液中有没有溶解的固体NaHCO₃，溶液饱和；饱和NaHCO₃溶液pH=8.4，是因为HCO₃^-的水解程度大于其电离程度；
（2）①据实验现象为微量气泡判断实验结论；
②据Mg与NaHCO₃溶液剧烈反应判断实验现象；
（3）Mg与NaHCO₃溶液反应，可能生成二氧化碳和氢气，据此分析．

解答 解：（1）配制饱和NaHCO₃溶液，在烧杯中加入足量的碳酸氢钠固体，加入适量蒸馏水，加热使之溶解，冷却后取上层清液即可；饱和NaHCO₃溶液pH=8.4，是因为HCO₃^-的水解大于其电离，其水解的离子方程式为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，
故答案为：在烧杯中加入足量的碳酸氢钠固体，加入适量蒸馏水，加热使之溶解，冷却后取上层清液即可；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（2）①实验现象为微量气泡，说明Mg与蒸馏水缓慢反应，故答案为：Mg与蒸馏水缓慢反应；
②Mg与NaHCO₃溶液剧烈反应，可知镁表面出现大量气泡，故答案为：镁表面出现大量气泡；
（3）Mg与NaHCO₃溶液反应，可能生成二氧化碳和氢气，所以假设一：只有CO₂时，假设二：只有H₂；假设三：两种气体都有，检验二氧化碳气体的存在，可以用湿润的红色石蕊试纸检验，故答案为：H₂；H₂和CO₂；

实验步骤	想象和结论
加入碳酸氢钠饱和溶液，用湿润的红色石蕊试纸在锥形瓶口检验	若试纸变红，气体中有CO2 若试纸不变红，气体中无CO2

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点评 本题考查了饱和溶液的配制、水解离子方程式书写、实验现象的分析判断、气体的检验，题目难度较大．