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________________。
饱和NaHCO3溶液pH=8.4,用离子方程式表示__________________。
(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):
(1)在烧杯中加入足量碳酸氢钠固体,加入适量蒸馏水,加热使之溶解,冷却后取上层清液即可(2分,答案合理即给分)
(2分)
(2)Mg与蒸馏水水缓慢(或较难)反应(1分)
镁表面出现大量气泡(一段时间后出现大量沉淀。)(1分) 8.4(1分)
(3)H2 H2和CO2
加入饱和的碳酸氢钠液,用湿润的红石蕊试纸放在试管口(1分) 若试纸变红,则气体中有CO2,否则无。(1分)
【解析】(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-;
(2)1.实验现象为微量气泡,说明Mg与蒸馏水缓慢反应,
2.Mg与NaHCO3溶液剧烈反应,可知镁表面出现大量气泡,
3.依据实验设计,验证Mg与NaOH溶液较难反应,可以取用PH=8.4的氢氧化钠溶液和PH=8.4的碳酸氢钠对比实验判断,镁和氢氧化钠溶液不反应;
(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。