Question

13．某化學興趣小組設計實驗探究Mg與鹽溶液反應的多樣性．
請回答下列問題：

實驗	向試管中加2mL溶液	實驗現(xiàn)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(chǎn)生
	實驗II：2.0 mol/L NH4Cl溶液	反應開始時產(chǎn)生大量氣體（經(jīng)檢驗其中含有H2），一段時間后產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體
	實驗III：pH=8.2 NaHCO3溶液	產(chǎn)生大量氣體（經(jīng)檢驗其中含有H2和CO2）和白色固體

（1）對實驗I進行研究：
①推測實驗Ⅰ中黑色固體為Ag，則發(fā)生反應的離子方程式為2Ag⁺+Mg=2Ag+Mg²⁺．
②確認黑色固體為Ag的實驗方案是將黑色固體過濾、洗滌，向其中加入稀HNO₃，黑色固體溶解并產(chǎn)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．
（2）對實驗II進行研究：
①反應開始時產(chǎn)生H₂的原因可能是Mg和NH₄⁺直接反應，或NH₄⁺水解使溶液中c（H⁺）增大，與Mg反應生成H₂．
②“一段時間后”產(chǎn)生的氣體一定含有H₂和NH₃．
③為進一步研究，設計如下實驗：

實驗	操作	現(xiàn)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(chǎn)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Cl^-有利于Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂（或SO₄^2-不利于Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂、溶液中陰離子的種類會影響Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂）．
（3）對實驗III進行研究：
①經(jīng)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�。�通過實驗證實了該推測，其實驗操作是向裝有相同鎂條的試管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液．
（4）根據(jù)上述實驗判斷，影響Mg與鹽溶液反應多樣性的原因有ACD（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

分析 （1）①推測實驗Ⅰ中黑色固體為Ag，則是鎂和硝酸銀溶液發(fā)生置換反應；
②確認黑色固體為Ag，需要硝酸溶解銀為銀離子，加入氯化鈉檢驗銀離子的存在；
（2）①2.0 mol/L NH₄Cl溶液和鎂反應，反應開始時產(chǎn)生大量氣體（經(jīng)檢驗其中含有H₂），銨根離子水解顯酸性；
②一段時間后產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣；
③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驗II，SO₄^2-不利于Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂ ；
（3）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，驗證此現(xiàn)象可以選取PH=8的氫氧化鈉溶液檢驗是否和鎂反應；
（4）影響Mg與鹽溶液反應多樣性的原因是離子的氧化性、生成物的溶解性、陰離子的影響等．

解答 解：（1）①推測實驗Ⅰ中黑色固體為Ag，則是鎂和硝酸銀溶液發(fā)生置換反應，發(fā)生反應的離子方程式為：2Ag⁺+Mg=2Ag+Mg²⁺，
故答案為：2Ag⁺+Mg=2Ag+Mg²⁺；
②確認黑色固體為Ag，需要硝酸溶解銀為銀離子，加入氯化鈉檢驗銀離子的存在，確認黑色固體為Ag的實驗方案是：將黑色固體過濾、洗滌，向其中加入稀HNO₃，黑色固體溶解并產(chǎn)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，
故答案為：將黑色固體過濾、洗滌，向其中加入稀HNO₃，黑色固體溶解并產(chǎn)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；
（2）①2.0 mol/L NH₄Cl溶液和鎂反應，反應開始時產(chǎn)生H₂的原因可能是Mg和NH₄⁺直接反應，或反應開始時產(chǎn)生大量氣體（經(jīng)檢驗其中含有H₂），銨根離子水解顯酸性，NH₄⁺水解使溶液中c（H⁺）增大，與Mg反應生成H₂，
故答案為：NH₄⁺水解使溶液中c（H⁺）增大，與Mg反應生成H₂；
②一段時間后產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣，“一段時間后”產(chǎn)生的氣體一定含有H₂和NH₃，
故答案為：NH₃；
③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驗II，SO₄^2-不利于Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂ ，結合實驗II、IV，可以得出的結論是：Cl^-有利于Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂（或SO₄^2-不利于Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂、溶液中陰離子的種類會影響Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂，
故答案為：Cl^-有利于Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂（或SO₄^2-不利于Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂、溶液中陰離子的種類會影響Mg和銨鹽溶液反應產(chǎn)生H₂；
（3）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，驗證此現(xiàn)象可以選取PH=8的氫氧化鈉溶液檢驗是否和鎂反應，其實驗操作是：向裝有相同鎂條的試管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液，
故答案為：向裝有相同鎂條的試管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液；
（4）影響Mg與鹽溶液反應多樣性的原因是鹽溶液中陽離子的氧化性、含Mg生成物的溶解性、鹽溶液中陰離子的影響，故選ACD，
故答案為：ACD．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗驗證、反應現(xiàn)象分析、實驗對比方案設計、結論總結等，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．