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【题目】镁条在空气中久置表面会变黑。某小组同学设计并进行实验,探究镁条变黑的条件。
【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应。
【猜想与假设】常温下,镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关。
【进行实验】通过控制与镁条接触的物质,利用如图装置(镁条长度为3cm,试管容积为20mL),分别进行下列5个实验,并持续观察20天。

编号

主要实验操作

实验现象

①

先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气
再加入2mL浓硫酸

镁条始终无明显变化

②

加入2mL NaOH浓溶液

镁条始终无明显变化

③

先加入2mL浓硫酸
再通入约4mL CO2

镁条始终无明显变化

④

先加入4mL饱和Na2SO3溶液
再充满CO2

镁条始终无明显变化

⑤

先加入2mL蒸馏水
再通入约4mL CO2

镁条第3天开始变黑
至第20天全部变黑

【解释与结论】
(1)实验1和2中,NaOH浓溶液的作用是(用化学方程式表示)。
(2)实验1的目的是。
(3)得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论,依据的两个实验是(填编号)。
(4)【反思与评价】
欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐,所需要的试剂是。

【答案】
(1)2NaOH + CO2= Na2CO3+ H2O
(2)氧气一种气体不能使镁条变黑
(3)2、5
(4)HCl
【解析】(1)实验1和2中,NaOH浓溶液的作用是与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,吸收二氧化碳,反应方程式为:2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。(2)实验1中,先用NaOH浓溶液洗涤的空气。除掉二氧化碳,再加入2mL浓硫酸除掉水,镁条始终无明显变化,证明只有氧气,没有二氧化碳和水时不生锈。(3)得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论,依据的两个实验是2中没有二氧化碳不生锈,5有二氧化碳生锈了。(4)证明碳酸盐的方法是向样品中加入足量稀盐酸,如果产生气体,将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,证明有碳酸盐。
故答案为:2NaOH + CO2= Na2CO3+ H2O;氧气一种气体不能使镁条变黑;2、5;HCl。本题主要考察金属镁和二氧化碳的性质,吸收二氧化碳选择氢氧化钠,检验二氧化碳选择澄清石灰水。

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