Question

【題目】某化學興趣小組設計實驗探究Mg與鹽溶液反應的多樣性。

實驗	向試管中加2mL溶液	實驗現象
	實驗I： 0.1 mol/L AgNO3溶液	鎂條表面迅速覆蓋一層疏松黑色固體，并有少量氣泡產生
	實驗II： 2.0 mol/L NH4Cl溶液	反應開始時產生大量氣體（經檢驗其中含有H2），一段時間后產生使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體
	實驗III： pH=8.2 NaHCO3溶液	產生大量氣體（經檢驗其中含有H2和CO2）和白色固體

請回答下列問題：

（1）對實驗I進行研究：

① 推測實驗Ⅰ中黑色固體為Ag，則發生反應的離子方程式為_______________。

② 確認黑色固體為Ag的實驗方案是___________________________________。

（2）對實驗II進行研究：

① 反應開始時產生H2的原因可能是Mg和NH4+直接反應，或 ___________。

② “一段時間后”產生的氣體一定含有H2和_____。

③ 為進一步研究，設計如下實驗：

實驗	操作	現象
實驗IV	向裝有相同鎂條的試管中加入2mL1.0mol/L(NH4)2SO4溶液	產生氣體的速率明顯慢于實驗II

結合實驗II、IV，可以得出的結論是________________________________。

（3）對實驗III進行研究：

①經檢驗，白色固體為堿式碳酸鎂[ Mg2(OH)2CO3 ]。

②推測在pH=8.2的該溶液中，若無HCO3－，則H+和Mg反應的程度很小。通過實驗證實了該推測，其實驗操作是__________________________。

（4）根據上述實驗判斷，影響Mg與鹽溶液反應多樣性的原因有_______（填字母序號）

A．鹽溶液中陽離子的氧化性 B．鹽溶液的溫度

C．含Mg生成物的溶解性 D．鹽溶液中陰離子的影響

Answer 1

【答案】 2Ag++Mg=2Ag+Mg2+ 將黑色固體過濾、洗滌，向其中加入稀HNO3，黑色固體溶解并產生無色氣體，遇空氣后變成紅棕色，并向所得溶液中滴加NaCl溶液，生成白色沉淀。 NH4+水解使溶液中c(H+)增大，與Mg反應生成H2 NH3 Cl-有利于Mg和銨鹽溶液反應產生H2（或SO42-不利于Mg和銨鹽溶液反應產生H2、溶液中陰離子的種類會影響Mg和銨鹽溶液反應產生H2） 向裝有相同鎂條的試管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液。 ACD

【解析】本題考查實驗方案設計與評價，（1）①出現黑色固體，此固體為Ag，利用金屬活動順序表，發生置換反應，即Mg＋2Ag＋=Mg2＋＋2Ag；②確認是Ag，需要檢驗Ag＋，即將Ag轉化成Ag＋，具體操作是：將黑色固體過濾、洗滌，向其中加入稀HNO3，黑色固體溶解并產生無色氣體，遇空氣后變成紅棕色，并向所得溶液中滴加NaCl溶液，生成白色沉淀，說明黑色固體為Ag；（2）①NH4Cl是強酸弱堿鹽，NH4＋發生水解反應，NH4＋＋H2O NH3·H2O＋H＋，Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，消耗H＋促使平衡向正反應方向進行；②根據實驗II，除得到氫氣外，還有一種能使濕潤紅色石蕊試紙變藍的氣體，此氣體為NH3；③加入的是(NH4)2SO4，NH4＋的濃度與NH4Cl中NH4＋濃度相同，不同的是陰離子，因此得出結論是Cl－有利于Mg和銨鹽溶液反應產生H2（或SO42－不利于Mg和銨鹽溶液反應產生H2、溶液中陰離子的種類會影響Mg和銨鹽溶液反應產生H2）；（3）②HCO3－在水中既有電離也有水解，HCO3－H＋＋CO32－，pH=8.2說明溶液顯堿性，得到Mg2(OH)2CO3，當沒有HCO3－，則H＋和Mg2＋反應的程度很小，實驗設計為：向裝有相同鎂條的試管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液，觀察反應現象；（4）A、根據實驗I，利用Ag＋的氧化性較強，得到黑色固體，故A正確；B、四個實驗中沒有說明溫度對實驗的影響，故B錯誤；C、根據實驗III，得到堿式碳酸鎂，堿式碳酸鎂不溶于水，故C正確；D、實驗II和IV的對比，說明陰離子的影響，故D正確。