Question

【題目】某校化學課外學習小組發現將鎂粉按圖投入純水中現象不明顯，而投入氯化銨溶液中，兩者立即發生反應，產生大量氣泡。經檢驗該過程產生兩種氣體，其中一種氣體有刺激性氣味。

（1）實驗開始時用校準過的pH傳感器測定純水的pH，發現純水的pH總是在7.30左右，其原因可能是_____________________

（2）請設計簡單的實驗方案檢驗上述實驗中有刺激性氣味的氣體：__________________

（3）實驗中0.2mol/L氯化銨溶液的pH為5.90，請用離子方程式解釋原因：_________________

（4）該小組同學為探究鎂與氯化銨溶液反應的原因設計了如下實驗方案：

序號	實驗試劑		實驗現象
實驗1-1	0.20g鎂粉	3.0mL 0.2mol/LNH4Cl溶液	反應明顯，有氣泡產生
實驗1-2	0.20g鎂粉	3.0mL鹽酸	反應不明顯，幾乎沒有氣泡產生

①上述探究實驗1-2選用的鹽酸為_____________(填字母)。

A、1 mol·L－1 B、pH＝1.0 C、0.2 mol·L－1 D、pH＝5.90

②通過實驗對比，說明NH4Cl 水解產生的H+ 對反應影響_____NH4+ 對反應影響（填“小于”、“大于”或“等于”）。

（5）該小組同學繼續探究鎂粉與氯化銨溶液反應劇烈的影響因素。

實驗序號	實驗試劑
實驗2-1	0.20g鎂粉	________________
實驗2-2	0.20g鎂粉	_________________
實驗3-1	0.20g鎂粉	3.0mL0.2mol/L NH4NO3溶液
實驗3-2	0.20g鎂粉	3.0mL0.2mol/L KNO3溶液

①實驗2-1與實驗2-2中實驗現象說明Cl-對反應速率的影響很小，請補充完成實驗方案所需的試劑。

②實驗3-1與實驗3-2的結論說明NH4+對反應速率影響很大，則兩支試管中實驗現象的不同之處是___________________

（6）寫出鎂與氯化銨溶液反應生成Mg2+的離子方程式_______________。

Answer 1

【答案】 因為氣溫低于25 ℃時，Kw小于1.0×10－14，純水的pH略大于7 將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口看是否變藍，如果變藍，則有氨氣生成，否則沒有氨氣生成(或者用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在試管口，看是否有白煙生成，如果有白煙生成，則有氨氣，否則沒有氨氣，答案合理即可) NH4+＋H2O NH3·H2O＋H＋ D 小于 3.0 mL 0.2mol/LNaCl溶液 3.0 mL0.2mol/LNaNO3溶液 NH4NO3溶液（左試管）和KNO3溶液（右試管）分別與Mg粉反應，左試管反應劇烈，有大量氣泡生成，右試管反應很少，沒有氣泡生成。 Mg + 2 NH4+ = Mg2 + + 2NH3 ↑+ H2 ↑

【解析】（1）水的電離是吸熱過程，溫度升高，促進水電離，PH變小，現PH約為7.3，因為氣溫低于25 ℃時，Kw小于1.0×10－14，純水的pH略大于7 ；（2）檢驗實驗中有刺激性氣味的氣體，根據元素守恒，應是NH3，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口看是否變藍，如果變藍，則有氨氣生成，否則沒有氨氣生成(或者用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在試管口，看是否有白煙生成，如果有白煙生成，則有氨氣，否則沒有氨氣，答案合理即可) ；（3）實驗中0.2mol/L氯化銨溶液的pH為5.90，本質上是NH4＋ 的水解，離子方程式為NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋；（4）①對比實驗是科學研究常用的一種實驗方法,目的是通過比較實驗的變量，找到想要研究的因素對實驗結果的影響,從而為科學的研究提供事實依據和直接證據,設計時應控制其它變量相同，讓一種條件發生變化，實驗中0.2mol/L氯化銨溶液的pH為5.90，所以鹽酸的pH也定為5.90比較合適，故選D；②通過實驗對比，pH=5.90的鹽酸，反應不明顯，幾乎沒有氣泡產生，說明NH4Cl 水解產生的H+ 對反應影響小于 NH4+ 對反應影響；（5）①實驗2-1與實驗2-2中實驗現象說明Cl-對反應速率的影響很小，實驗2-1可選用3.0 mL 0.2mol/LNaCl溶液，實驗2-2可選用3.0 mL0.2mol/LNaNO3溶液 ，排除Cl― 的影響；②實驗3-1與實驗3-2的結論說明NH4+對反應速率影響很大，現象不同，NH4NO3溶液（左試管）和KNO3溶液（右試管）分別與Mg粉反應，左試管反應劇烈，有大量氣泡生成，右試管反應很少，沒有氣泡生成。（6）鎂與氯化銨溶液反應生成Mg2+的離子方程式 Mg + 2 NH4+ = Mg2 + + 2NH3 ↑+ H2 ↑。