Question

【題目】在學習金屬活動性順序時，老師說：“排在前面的金屬能將后面的金屬從他們的鹽溶液中置換出來，但是K、Ca、Na除外，因為K、Ca、Na能與溶液中的水發生反應”。對這個問題，課外小組的同學很感興趣，展開了金屬與水反應的探究。

探究I： 探究鈉、鎂能否與水反應

分別將等質量的鎂條打磨干凈投入25oC和100oC的沸水中，觀察記錄實驗現象：

實驗序號	①	②	③
實驗裝置
實驗 現象	鈉浮在水面上，不斷跳動，很快收集到一試管氣體，金屬鈉最后消失	有細小氣泡，鎂條逐漸變灰黑色，10分鐘后無明顯變化	有較大氣泡冒出，鎂條逐漸變灰黑。約5分鐘后，無明顯現象
	向燒杯中滴加酚酞，變紅		收集約5mL氣體，取出試管，將燃著的木條伸入試管中，有尖銳的爆鳴聲

發現問題：鎂條為什么不能持續冒出氣泡。

查閱資料: Mg(OH)2難溶于水；NH4+和HCO3-可以加快Mg與水反應。

探究II：探究NH4+和HCO3-對Mg與水反應是否有促進作用

用探究I與水反應后的Mg條與4種鹽溶液進行對比實驗，結果如下。

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溶液起始pH

實驗序號	a	b	c	d
鹽溶液(濃度相同)	NH4Cl	NaHCO3	NaCl	NH4HCO3
5.1	8.3	7	7.8
30min時產生氣體體積(mL)	1.5	0.7	<0.1	1.4
氣體的主要成分	H2
30min時鎂條表面情況	大量固體附著(固體可溶于鹽酸)

根據以上探究回答下列問題：

(1)鈉與水反應后的液體顯__________(填“酸性”、“堿性”、“中性”)。

(2)由探究I推出鈉具有的一條物理性質是__________。

(3)證明鎂條能與水發生反應的證據是__________。

(4)通過以上探究得出Mg與水反應的化學方程式為__________。

(5探究II中能夠說明HCO3-對Mg與水反應起促進作用的證據是_________。

(6)分析探究全過程，得出影響金屬與水反應速率的因素有__________(至少答兩點)。

Answer 1

【答案】堿性 鈉的密度比水小 用燃著的木條點燃鎂與水產生的氣體，有尖銳的爆鳴聲 Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 實驗b和實驗c對比，相同時間內b收集到的氣體比c多 金屬的活動性、溫度等

【解析】

（1）鈉與水反應后，向溶液中滴加酚酞，觀察到溶液變紅，則證明溶液顯堿性，是無色酚酞試液變紅。故答案為：堿性；

（2）根據實驗Ⅰ可知，鈉塊浮在水面上，則證明金屬鈉的密度小于水。故答案為：鈉的密度比水小；

（3）鎂和水反應有大量的氣泡冒出。收集到該部分氣體后，將燃著的小木條伸入試管中，有尖銳的爆鳴聲，則可以推測該氣體是氫氣。而鎂、水中均不含有氫氣，則證明鎂和水發生了化學反應，生成了氫氣。故答案為：用燃著的木條點燃鎂與水產生的氣體，有尖銳的爆鳴聲；

（4）根據探究Ⅰ可知，鈉與水反應生成了一種堿性物質，鎂與水反應生成了氫氣，則可以推測出，金屬鎂和水反應生成了氫氣和一種堿性物質。這種堿性物質可能是金屬對應的堿，則鎂和水反應生成氫氧化鎂和氫氣。故答案為：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；

（5）實驗探究Ⅱ中，實驗b是NaHCO3，在水溶液中能電離出Na+和HCO3-。實驗c是Na+和Cl-。兩組實驗中，陽離子相同，但是陰離子不同。則根據兩組實驗30分鐘內產生的氣體的體積可知，b組產生的氫氣比c組產生的氫氣要多，則可以判斷出碳酸氫根離子對鎂與水的反應起促進作用。故答案為：實驗b和實驗c對比，相同時間內b收集到的氣體比c多；

（6）根據實驗Ⅰ的①②可知，相同環境，不同活動性的金屬反應的現象也不同。根據實驗Ⅰ的②③可知，同種金屬，不同溫度的金屬反應現象也不同。故答案為：金屬的活動性、溫度等。