Question

【題目】某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究Mg與鹽溶液反應(yīng)的多樣性。

實(shí)驗(yàn)	向試管中加2mL溶液	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	實(shí)驗(yàn)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(chǎn)生
	實(shí)驗(yàn)II： 2.0 mol/L NH4Cl溶液	反應(yīng)開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生大量氣體（經(jīng)檢驗(yàn)其中含有H2），一段時(shí)間后產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體
	實(shí)驗(yàn)III： pH=8.2 NaHCO3溶液	產(chǎn)生大量氣體（經(jīng)檢驗(yàn)其中含有H2和CO2）和白色固體

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)I進(jìn)行研究：

① 推測(cè)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中黑色固體為Ag，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________。

② 確認(rèn)黑色固體為Ag的實(shí)驗(yàn)方案是___________________________________。

（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)II進(jìn)行研究：

① 反應(yīng)開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生H2的原因可能是Mg和NH4+直接反應(yīng)，或 ___________。

② “一段時(shí)間后”產(chǎn)生的氣體一定含有H2和_____。

③ 為進(jìn)一步研究，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)	操作	現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)IV	向裝有相同鎂條的試管中加入2mL1.0mol/L(NH4)2SO4溶液	產(chǎn)生氣體的速率明顯慢于實(shí)驗(yàn)II

結(jié)合實(shí)驗(yàn)II、IV，可以得出的結(jié)論是________________________________。

（3）對(duì)實(shí)驗(yàn)III進(jìn)行研究：

①經(jīng)檢驗(yàn)，白色固體為堿式碳酸鎂[ Mg2(OH)2CO3 ]。

②推測(cè)在pH=8.2的該溶液中，若無(wú)HCO3－，則H+和Mg反應(yīng)的程度很小。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該推測(cè)，其實(shí)驗(yàn)操作是__________________________。

（4）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)判斷，影響Mg與鹽溶液反應(yīng)多樣性的原因有_______（填字母序號(hào)）

A．鹽溶液中陽(yáng)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(guò)濾、洗滌，向其中加入稀HNO3，黑色固體溶解并產(chǎn)生無(wú)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(yīng)生成H2 NH3 Cl-有利于Mg和銨鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2（或SO42-不利于Mg和銨鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2、溶液中陰離子的種類會(huì)影響Mg和銨鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)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(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，（1）①出現(xiàn)黑色固體，此固體為Ag，利用金屬活動(dòng)順序表，發(fā)生置換反應(yīng)，即Mg＋2Ag＋=Mg2＋＋2Ag；②確認(rèn)是Ag，需要檢驗(yàn)Ag＋，即將Ag轉(zhuǎn)化成Ag＋，具體操作是：將黑色固體過(guò)濾、洗滌，向其中加入稀HNO3，黑色固體溶解并產(chǎn)生無(wú)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(shuō)明黑色固體為Ag；（2）①NH4Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽，NH4＋發(fā)生水解反應(yīng)，NH4＋＋H2O NH3·H2O＋H＋，Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，消耗H＋促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行；②根據(jù)實(shí)驗(yàn)II，除得到氫氣外，還有一種能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)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(jié)論是Cl－有利于Mg和銨鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2（或SO42－不利于Mg和銨鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2、溶液中陰離子的種類會(huì)影響Mg和銨鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2）；（3）②HCO3－在水中既有電離也有水解，HCO3－H＋＋CO32－，pH=8.2說(shuō)明溶液顯堿性，得到Mg2(OH)2CO3，當(dāng)沒(méi)有HCO3－，則H＋和Mg2＋反應(yīng)的程度很小，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(yīng)現(xiàn)象；（4）A、根據(jù)實(shí)驗(yàn)I，利用Ag＋的氧化性較強(qiáng)，得到黑色固體，故A正確；B、四個(gè)實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有說(shuō)明溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)實(shí)驗(yàn)III，得到堿式碳酸鎂，堿式碳酸鎂不溶于水，故C正確；D、實(shí)驗(yàn)II和IV的對(duì)比，說(shuō)明陰離子的影響，故D正確。