Question

【題目】實驗小組研究Mg與NH4Cl溶液的反應，實驗如下：

	實驗	試劑X	現象
	Ⅰ	H2O	產生極少氣泡，Mg表面逐漸變暗，反應很快停止
	Ⅱ	1mol/LNH4Cl溶液(pH=5)	數分鐘內持續產生較多氣泡(經檢驗含有H2），溶液中出現大量白色固體，試管變熱

(1)Ⅰ中Mg表面變暗，說明產生了Mg(OH)2固體。反應很快停止的原因是__。

(2)探究實驗Ⅰ、Ⅱ產生氣泡差異的原因。

假設一：NH4Cl溶液顯酸性，c(H+)較大，與Mg反應速率較快。

①用離子方程式表示NH4Cl溶液顯酸性的原因：___。

測定實驗Ⅱ反應過程中溶液pH隨時間的變化，結果如下：

②假設一__(填“是”或“不是”）實驗Ⅰ、Ⅱ產生氣泡差異的主要原因。

假設二：NH4Cl溶液中的NH溶解Mg(OH)2固體，使Mg能夠持續與水反應。

進行實驗：向1mol/LNH4Cl溶液中加幾滴氨水，使溶液pH≈8，得到溶液a。向少量Mg(OH)2固體中加入2mL溶液a，固體溶解。

③有同學認為假設二的實驗不嚴謹，需增加對比實驗：__(填操作和現象），說明假設二正確。

④向NH4Cl溶液中加幾滴氨水的目的是___。

(3)1min后，實驗Ⅱ中還檢測到少量NH3。

①檢測NH3時要使用濕潤的___試紙。

②氣體中含有少量NH3的原因是__。

(4)Mg與NH4Cl溶液充分反應后，仍有大量Mg(OH)2固體生成。綜合上述實驗，解釋Mg與NH4Cl溶液的反應比Mg與H2O的反應更劇烈的主要原因：__。

Answer 1

【答案】生成的Mg(OH)2覆蓋在Mg表面，使Mg與水接觸面積減小，反應很快停止 NH+H2ONH3H2O+H+ 不是 向1mol/LNaOH溶液中加幾滴氨水，使溶液pH≈8，得到溶液b。向少量Mg(OH)2固體中加入2mL溶液b，固體不溶解 排除H+的影響，同時使c(NH)基本不變 紅色石蕊 隨著反應2NH+Mg(OH)2=Mg2++2NH3H2O的進行，c(NH3H2O)逐漸增大，且反應放熱，NH3H2O分解產生NH3 NH可以促進Mg(OH)2的溶解平衡正向移動，2NH+Mg(OH)2=Mg2++2NH3H2O，減少Mg(OH)2的覆蓋，使Mg與水持續反應；反應放熱，溫度升高，反應速率加快

【解析】

(1)Ⅰ中Mg表面變暗，說明產生了Mg(OH)2固體。而氫氧化鎂不溶于水，會覆蓋在鎂單質的表面，減少了鎂與水的接觸面積，從而使反應速率減慢并停止，故答案為：生成的Mg(OH)2覆蓋在Mg表面，使Mg與水接觸面積減小，反應很快停止；

(2)①NH4Cl溶液顯酸性是因銨根離子能發生水解反應產生氫離子，反應為：NH+H2ONH3H2O+H+，故答案為：NH+H2ONH3H2O+H+；

②根據反應過程中的pH值變化曲線，若假設一是實驗I、II產生差異的原因的話，因此起始時氯化銨的濃度最大，水解產生的氫離子濃度最大，開始階段的反應速率應比較大，則開始階段pH值應出現明顯變化，這與圖像不符合，因此假設一不是實驗Ⅰ、Ⅱ產生氣泡差異的主要原因，故答案為：不是；

③假設二的實驗操作中不能說明是銨根離子還是氫氧根離子對氫氧化鎂產生了影響，應補充對照實驗，排除氫氧根離子對沉淀的影響，具體操作：在其他條件相同時，向1mol/LNaOH溶液中加幾滴氨水，使溶液pH≈8，得到溶液b。向少量Mg(OH)2固體中加入2mL溶液b，固體不溶解，故答案為：向1mol/LNaOH溶液中加幾滴氨水，使溶液pH≈8，得到溶液b。向少量Mg(OH)2固體中加入2mL溶液b，固體不溶解；

④向NH4Cl溶液中加幾滴氨水是溶液呈堿性，這樣可以在確保銨根濃度不變的情況下，排除氫離子的影響，故答案為：排除H+的影響，同時使c(NH)基本不變；

(3)①檢測NH3一般用濕潤的紅色石蕊試紙，看試紙是否變藍，故答案為：紅色石蕊；

②隨著反應2NH+Mg(OH)2=Mg2++2NH3H2O的進行，c(NH3H2O)逐漸增大，且反應放熱，NH3H2O分解產生NH3，導致氣體中含有少量NH3，故答案為：隨著反應2NH+Mg(OH)2=Mg2++2NH3H2O的進行，c(NH3H2O)逐漸增大，且反應放熱，NH3H2O分解產生NH3；

(4)Mg與NH4Cl溶液充分反應后，仍有大量Mg(OH)2固體生成。綜合上述實驗，Mg與NH4Cl溶液的反應比Mg與H2O的反應更劇烈的主要原因NH可以促進Mg(OH)2的溶解平衡正向移動，2NH+Mg(OH)2=Mg2++2NH3H2O，減少Mg(OH)2的覆蓋，使Mg與水持續反應；反應放熱，溫度升高，反應速率加快，故答案為：NH可以促進Mg(OH)2的溶解平衡正向移動，2NH+Mg(OH)2=Mg2++2NH3H2O，減少Mg(OH)2的覆蓋，使Mg與水持續反應；反應放熱，溫度升高，反應速率加快；