Question

13．某化学兴趣小组设计实验探究Mg与盐溶液反应的多样性．
请回答下列问题：

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

（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2Ag⁺+Mg=2Ag+Mg²⁺．
②确认黑色固体为Ag的实验方案是将黑色固体过滤、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．
（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NH₄⁺水解使溶液中c（H⁺）增大，与Mg反应生成H₂．
②“一段时间后”产生的气体一定含有H₂和NH₃．
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Cl^-有利于Mg和铵盐溶液反应产生H₂（或SO₄^2-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）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，其实验操作是向装有相同镁条的试管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液．
（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ACD（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．

Answer 1

分析 （1）①推测实验Ⅰ中黑色固体为Ag，则是镁和硝酸银溶液发生置换反应；
②确认黑色固体为Ag，需要硝酸溶解银为银离子，加入氯化钠检验银离子的存在；
（2）①2.0 mol/L NH₄Cl溶液和镁反应，反应开始时产生大量气体（经检验其中含有H₂），铵根离子水解显酸性；
②一段时间后产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气；
③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，SO₄^2-不利于Mg和铵盐溶液反应产生H₂ ；
（3）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，验证此现象可以选取PH=8的氢氧化钠溶液检验是否和镁反应；
（4）影响Mg与盐溶液反应多样性的原因是离子的氧化性、生成物的溶解性、阴离子的影响等．

解答 解：（1）①推测实验Ⅰ中黑色固体为Ag，则是镁和硝酸银溶液发生置换反应，发生反应的离子方程式为：2Ag⁺+Mg=2Ag+Mg²⁺，
故答案为：2Ag⁺+Mg=2Ag+Mg²⁺；
②确认黑色固体为Ag，需要硝酸溶解银为银离子，加入氯化钠检验银离子的存在，确认黑色固体为Ag的实验方案是：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，
故答案为：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；
（2）①2.0 mol/L NH₄Cl溶液和镁反应，反应开始时产生H₂的原因可能是Mg和NH₄⁺直接反应，或反应开始时产生大量气体（经检验其中含有H₂），铵根离子水解显酸性，NH₄⁺水解使溶液中c（H⁺）增大，与Mg反应生成H₂，
故答案为：NH₄⁺水解使溶液中c（H⁺）增大，与Mg反应生成H₂；
②一段时间后产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气，“一段时间后”产生的气体一定含有H₂和NH₃，
故答案为：NH₃；
③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，SO₄^2-不利于Mg和铵盐溶液反应产生H₂ ，结合实验II、IV，可以得出的结论是：Cl^-有利于Mg和铵盐溶液反应产生H₂（或SO₄^2-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，
故答案为：Cl^-有利于Mg和铵盐溶液反应产生H₂（或SO₄^2-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）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，验证此现象可以选取PH=8的氢氧化钠溶液检验是否和镁反应，其实验操作是：向装有相同镁条的试管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液，
故答案为：向装有相同镁条的试管中加入2mLpH=8.2的NaOH溶液；
（4）影响Mg与盐溶液反应多样性的原因是盐溶液中阳离子的氧化性、含Mg生成物的溶解性、盐溶液中阴离子的影响，故选ACD，
故答案为：ACD．

点评 本题考查了物质性质的实验验证、反应现象分析、实验对比方案设计、结论总结等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．