题目内容
【题目】某化学兴趣小组设计实验探究Mg与盐溶液反应的多样性。
实验 | 向试管中加2mL溶液 | 实验现象 |
实验I: 0.1 mol/L AgNO3溶液 | 镁条表面迅速覆盖一层疏松黑色固体,并有少量气泡产生 | |
实验II: 2.0 mol/L NH4Cl溶液 | 反应开始时产生大量气体(经检验其中含有H2),一段时间后产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 | |
实验III: pH=8.2 NaHCO3溶液 | 产生大量气体(经检验其中含有H2和CO2)和白色固体 |
请回答下列问题:
(1)对实验I进行研究:
① 推测实验Ⅰ中黑色固体为Ag,则发生反应的离子方程式为_______________。
② 确认黑色固体为Ag的实验方案是___________________________________。
(2)对实验II进行研究:
① 反应开始时产生H2的原因可能是Mg和NH4+直接反应,或 ___________。
② “一段时间后”产生的气体一定含有H2和_____。
③ 为进一步研究,设计如下实验:
实验 | 操作 | 现象 |
实验IV | 向装有相同镁条的试管中加入2mL1.0mol/L(NH4)2SO4溶液 | 产生气体的速率明显慢于实验II |
结合实验II、IV,可以得出的结论是________________________________。
(3)对实验III进行研究:
①经检验,白色固体为碱式碳酸镁[ Mg2(OH)2CO3 ]。
②推测在pH=8.2的该溶液中,若无HCO3-,则H+和Mg反应的程度很小。通过实验证实了该推测,其实验操作是__________________________。
(4)根据上述实验判断,影响Mg与盐溶液反应多样性的原因有_______(填字母序号)
A.盐溶液中阳离子的氧化性 B.盐溶液的温度
C.含Mg生成物的溶解性 D.盐溶液中阴离子的影响
【答案】 2Ag++Mg=2Ag+Mg2+ 将黑色固体过滤、洗涤,向其中加入稀HNO3,黑色固体溶解并产生无色气体,遇空气后变成红棕色,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,与Mg反应生成H2 NH3 Cl-有利于Mg和铵盐溶液反应产生H2(或SO42-不利于Mg和铵盐溶液反应产生H2、溶液中阴离子的种类会影响Mg和铵盐溶液反应产生H2) 向装有相同镁条的试管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液。 ACD
【解析】本题考查实验方案设计与评价,(1)①出现黑色固体,此固体为Ag,利用金属活动顺序表,发生置换反应,即Mg+2Ag+=Mg2++2Ag;②确认是Ag,需要检验Ag+,即将Ag转化成Ag+,具体操作是:将黑色固体过滤、洗涤,向其中加入稀HNO3,黑色固体溶解并产生无色气体,遇空气后变成红棕色,并向所得溶液中滴加NaCl溶液,生成白色沉淀,说明黑色固体为Ag;(2)①NH4Cl是强酸弱碱盐,NH4+发生水解反应,NH4++H2O NH3·H2O+H+,Mg+2H+=Mg2++H2↑,消耗H+促使平衡向正反应方向进行;②根据实验II,除得到氢气外,还有一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,此气体为NH3;③加入的是(NH4)2SO4,NH4+的浓度与NH4Cl中NH4+浓度相同,不同的是阴离子,因此得出结论是Cl-有利于Mg和铵盐溶液反应产生H2(或SO42-不利于Mg和铵盐溶液反应产生H2、溶液中阴离子的种类会影响Mg和铵盐溶液反应产生H2);(3)②HCO3-在水中既有电离也有水解,HCO3-
H++CO32-,pH=8.2说明溶液显碱性,得到Mg2(OH)2CO3,当没有HCO3-,则H+和Mg2+反应的程度很小,实验设计为:向装有相同镁条的试管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液,观察反应现象;(4)A、根据实验I,利用Ag+的氧化性较强,得到黑色固体,故A正确;B、四个实验中没有说明温度对实验的影响,故B错误;C、根据实验III,得到碱式碳酸镁,碱式碳酸镁不溶于水,故C正确;D、实验II和IV的对比,说明阴离子的影响,故D正确。
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【题目】某铁合金与铁的物理性质的比较如下表所示:
熔点(℃) | 密度 (g /cm3) | 硬度(金刚石为10) | 导电性 (银为100) | |
某铁合金 | 2500 | 3.00 | 7.4 | 2.3 |
铁 | 1535 | 7.86 | 4.5 | 17 |
又知该铁合金耐腐蚀,强度大。从以上性能看,该铁合金不适合用作( )
A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机外壳