Question

镁条投入5mL 0.2mol/L CuSO₄溶液中，其表面立即有气泡产生，周围有红色固体出现；片刻后底部又有大量蓝色沉淀生成；待较长时间后，若镁条过量，蓝色固体消失，有白色沉淀生成，气泡继续产生，而红色质量没有明显增加．
（1）写出反应中的全部离子反应方程式：

 

（2）解释实验中蓝色沉淀消失和白色沉淀生成的原因：

 

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Answer 1

考点：镁的化学性质

专题：几种重要的金属及其化合物

分析：CuSO₄是强酸弱碱盐，水解显酸性；铜元素在金属活动性顺序表中排在镁之后，能被镁置换出；铜离子是弱碱阳离子，在酸性较弱的环境中水解完全；当镁条过量时，Mg²⁺的大量存在影响到了Cu（OH）₂的溶解平衡，导致Cu（OH）₂的溶解，并产生Mg（OH）₂沉淀；后金属镁继续与H⁺反应生成氢气，据此来写出离子方程式．

解答： 解：CuSO₄是强酸弱碱盐，水解显酸性，故镁条先与H⁺反应生成氢气，离子方程式为：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；随着反应的进行，H⁺浓度减小，由于铜元素在金属活动性顺序表中排在镁之后，能被镁置换出，故此时会发生镁与CuSO₄的置换反应，离子方程式为：Mg+Cu²⁺=Mg²⁺+Cu；铜离子是弱碱阳离子，当PH＞4.7时，Cu²⁺开始水解生成Cu（OH）₂蓝色沉淀，离子方程式：Cu²⁺+2H₂O=Cu（OH）₂+2H⁺；Cu（OH）₂存在溶解平衡：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），当镁条过量时，Mg²⁺的大量存在，使Cu（OH）₂的溶解平衡向右移，生成了Cu²⁺和Mg（OH）₂白色沉淀，导致了Cu（OH）₂的溶解：Mg²⁺+Cu（OH）₂=Cu²⁺+Mg（OH）₂↓；由于产生了Cu²⁺，水解显酸性，故镁条能继续与Cu²⁺+水解产生的H⁺反应生成氢气．
（1）发生反应的离子方程式有：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；Mg+Cu²⁺=Mg²⁺+Cu；Cu²⁺+2H₂O=Cu（OH）₂+2H⁺；：Mg²⁺+Cu（OH）₂=Cu²⁺+Mg（OH）₂↓；
故答案为：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；Mg+Cu²⁺=Mg²⁺+Cu；Cu²⁺+2H₂O=Cu（OH）₂+2H⁺；Mg²⁺+Cu（OH）₂=Cu²⁺+Mg（OH）₂↓；
（2）蓝色沉淀消失和白色沉淀生成的原因是：Cu（OH）₂存在溶解平衡：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），当镁条过量时，Mg²⁺的大量存在，使Cu（OH）₂的溶解平衡向右移，生成了Cu²⁺和Mg（OH）₂白色沉淀，导致了蓝色Cu（OH）₂的溶解和白色Mg（OH）₂沉淀的生成．
故答案为：Cu（OH）₂存在溶解平衡：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），当镁条过量时，Mg²⁺的大量存在，使Cu（OH）₂的溶解平衡向右移，生成了Cu²⁺和Mg（OH）₂白色沉淀，导致了蓝色Cu（OH）₂的溶解和白色Mg（OH）₂沉淀的生成．

点评：本题考查了盐类的水解、溶解平衡与金属之间的置换反应，根据现象来分析反应，难度较大．