金属镁是一种重要的金属。小明在做镁带燃烧实验时,发现从实验室中取出来的镁条表面呈灰黑色,这灰黑色物质是什么呢?是氧化镁吗?小明想了一下,很快就把它否定了,他的理由是氧化镁是 ▲ 色,小明通过查阅资料灰黑色固体为碱式碳酸镁。
【查阅资料】1.碱式碳酸镁有多种组成。可以表示为xMgCO3·yMg(OH)2(x、y都是正整数)。
2.MgCO3MgO +CO2 ↑ ;Mg(OH)2
MgO +H2O
3.碱式碳酸镁能与盐酸反应生成氯化镁、二氧化碳和水。
根据资料得知,纯净的镁带在空气中缓慢氧化和空气中的氧气、水、 ▲ 有关。
Ⅰ.确定镁带表面碱式碳酸镁的成分
小明同学为确定镁带表面碱式碳酸镁的组成,设计如图所示的实验:
图中B处为两个单向阀:推注射器时A1关闭,A2处打开;拉注射器时,A1打开进空气,A2关闭。
【实验步骤】
①按图组装好仪器后, ;
②称取灰黑色样品,并将其放入硬质玻璃管中;
③打开弹簧夹,反复推拉注射器;
④称量E、F的质量,E的质量为87.6g,U型管F的质量为74.7g;
⑤关闭弹簧夹,加热D处试管直到反应不再进行;
⑥打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器;
⑦再次称量E、F的质量,E的质量为89.4g,U型管F的质量为87.9g。
【问题讨论】
(1)补充好实验步骤: ▲ ,E中所装药品是 ▲ ,利用该药品吸收反应生成的水;
(2)C、F、G中装有碱石灰(CaO与NaOH的固体混合物),碱石灰可吸收二氧化碳和水,写出氢氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式 ▲ ,氧化钙和水发生化学反应的基本反应类型是: ▲ 反应;
(3)步骤⑥目的是 ▲ ;
(4)根据上述实验数据,推算该碱式碳酸镁的化学式为 ▲ 。
Ⅱ.测定镁带样品纯度:某化学研究小组利用如下装置测定镁带样品中镁的纯度(即样品中单质镁的质量分数)。
【问题讨论】
(5)装置B中发生的反应其中一个是中和反应,写出该反应的化学方程式
▲ ,装置C的作用是 ▲ ;
(6)该研究小组称取1.0g镁带样品与足量浓盐酸充分反应后,收集到的氢气的体积为0.448 L(已知该实验条件下氢气的密度为0.09g/L),请你帮他们计算出镁带样品中镁的纯度(写出计算过程,2分)
(7)有同学认为用这种方法测定的镁带样品纯度结果一定偏大,原因是
▲ ;
(8)小江同学认为测定产物中CO2的质量(即反应前后装置B的质量差)也可测定样品中单质镁的纯度。但利用上述实验装置测得CO2的质量并计算单质镁的纯度,结果偏低,你认为原因可能是 ▲ 。(填序号)
①浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置B吸收
②二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置B中冷凝而被吸收
③装置A、B内空气中的二氧化碳被装置B吸收
④实验结束时烧瓶中残留二氧化碳
⑤气体从氢氧化钠溶液中逸出时带走部分水蒸气