【題目】某小組通過分析鎂與酸反應時pH的變化,探究鎂與醋酸溶液反應的實質。

(實驗)在常溫水浴條件下,進行實驗Ⅰ~Ⅲ,記錄生成氣體體積和溶液pH的變化:

Ⅰ.取0.1 g光亮的鎂屑(過量)放入10 mL 0.10 mol·L–1 HCl溶液中;

Ⅱ.取0.1 g光亮的鎂屑放入10 mL 0.10 mol·L–1 CH3COOH溶液(pH = 2.9)中;

Ⅲ.取0.1 g光亮的鎂屑放入10 mL pH = 2.9 HCl溶液中。

(數(shù)據(jù))

1 2

(1)起始階段,Ⅰ中主要反應的離子方程式是____。

(2)Ⅱ起始溶液中約為____。(選填“1”、“10”或“102)

(3)起始階段,導致Ⅱ、Ⅲ氣體產(chǎn)生速率差異的主要因素不是c(H+),實驗證據(jù)是____。

(4)探究Ⅱ的反應速率大于Ⅲ的原因。

提出假設:CH3COOH能直接與Mg反應。

進行實驗Ⅳ:____。

得出結論:該假設成立。

(5)探究醋酸溶液中與Mg反應的主要微粒,進行實驗。

與Ⅱ相同的條件和試劑用量,將溶液換成含0.10 mol·L–1 CH3COOH0.10 mol·L–1 CH3COONa的混合溶液(pH = 4.8),氣體產(chǎn)生速率與Ⅱ對比如下。

a.實驗起始速率

b.實驗Ⅱ起始速率

c.實驗ⅡpH=4.8時速率

2.1 mL·min–1

2.3 mL·min–1

0.8 mL·min–1

對比a~c中的微粒濃度,解釋其ab、ac氣體產(chǎn)生速率差異的原因:____

(6)綜合以上實驗得出結論:

鎂與醋酸溶液反應時,CH3COOH、H+H2O均能與鎂反應產(chǎn)生氫氣;

____。

(7)實驗反思:120 min附近,Ⅰ~ⅢpH均基本不變,pH(Ⅰ) ≈ pH(Ⅱ) < pH(Ⅲ),解釋其原因:____。

【答案】Mg + 2H+ = Mg2+ + H2 102 由圖1可知起始階段Ⅱ的速率遠大于Ⅲ,但圖2表明起始階段Ⅱ的pH大于Ⅲ 室溫下將光亮的鎂屑投入冰醋酸中,立即產(chǎn)生氣體 ab對比,c(CH3COOH)幾乎相同,但bc(H+) 約為a100倍,使速率b > aac對比,c(H+)幾乎相同,但ac(CH3COOH)約為c 2倍,使速率a > c CH3COOH是與Mg反應產(chǎn)生氣體的主要微粒 120min附近,Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH(aq)均達到平衡狀態(tài),因此pH基本不變;c(Mg2+) Ⅰ≈Ⅱ>Ⅲ,中上述平衡相對Ⅲ逆移,c(OH)減小,pH減小

【解析】

反應剛開始時,由于c(H+)最大,所以反應速率最快,消耗n(H+)最多,但如果只發(fā)生反應2H++Mg=Mg2++H2,則、中產(chǎn)生H2的體積應相差較大,但實際上體積相差不大,說明醋酸也能與鎂直接反應;從、中產(chǎn)生H2的體積也可得出同樣的結論。當、中產(chǎn)生H2的體積相同時,鹽酸、醋酸應完全反應,但產(chǎn)生H2的體積繼續(xù)增大,表明MgH2O能發(fā)生反應Mg+2H2O= Mg(OH)2+ H2,且醋酸中產(chǎn)生的H2更多,說明MgH2O反應的速率中更快。比較、中溶液的pH,隨著反應的進行,pH大,但產(chǎn)生H2的速率Ⅱ>Ⅲ,表明c(H+)不是影響反應速率的唯一因素;比較、溶液的pH,當pH相等后,鹽酸中溶液的pH先趨于穩(wěn)定,說明鹽酸與Mg反應先結束,而醋酸與Mg反應后結束;、溶液進行比較,pH大,則表明c(OH)大,應為、溶液中c(Mg2+)引起。

(1)起始階段,中主要發(fā)生鎂與鹽酸的反應,離子方程式是Mg + 2H+= Mg2++ H2。答案為:Mg + 2H+= Mg2++ H2;

(2)Ⅱ 起始溶液中約為=102。答案為:102;

(3)起始階段,雖然、c(H+)相等,但從產(chǎn)生H2的體積判斷,、中氣體產(chǎn)生速率差異很大,而pH大于,則表明主要因素不是c(H+),實驗證據(jù)是:由圖1可知,起始階段的速率遠大于,但圖2表明起始階段pH大于。答案為:由圖1可知,起始階段的速率遠大于,但圖2表明起始階段pH大于

(4)既然c(H+)不是影響反應速率的主要原因,那么有可能是醋酸能與Mg直接反應,于是進行實驗:室溫下,將光亮的鎂屑投入冰醋酸中,立即產(chǎn)生氣體。答案為:室溫下,將光亮的鎂屑投入冰醋酸中,立即產(chǎn)生氣體;

(5) ab中醋酸濃度相同、但ac(H+)小,反應速率慢;ac中,c(H+)相同,但醋酸濃度c大約是a中的一半(假設實驗中醋酸反應掉近一半,此時溶液中醋酸與醋酸根離子濃度相等,剛好為a中的一半,pHa中稍大),反應速率慢,由此得出氣體產(chǎn)生速率差異的原因:ab對比,c(CH3COOH)幾乎相同,但bc(H+)約為a100倍,使速率b > a;ac對比,c(H+)幾乎相同,但ac(CH3COOH)約為c 2倍,使速率a > c。答案為:ab對比,c(CH3COOH)幾乎相同,但bc(H+)約為a100倍,使速率b > aac對比,c(H+)幾乎相同,但ac(CH3COOH)約為c 2倍,使速率a > c;

(6)①鎂與醋酸溶液反應時,CH3COOH、H+、H2O均能與鎂反應產(chǎn)生氫氣;

②從實驗、的比較中可得出,CH3COOH是與Mg反應產(chǎn)生氣體的主要微粒。答案為:CH3COOH是與Mg反應產(chǎn)生氣體的主要微粒;

(7) 120 min附近,Ⅰ~Ⅲ pH均基本不變、c(Mg2+)相同,而pH大,c(Mg2+)小,所以解釋pH(Ⅰ) ≈ pH(Ⅱ) < pH(Ⅲ)的原因,應為:120min附近,Mg(OH)2(s)Mg2+(aq) + 2OH(aq)均達到平衡狀態(tài),因此pH基本不變;c(Mg2+) Ⅰ≈Ⅱ>Ⅲ、中上述平衡相對逆移,c(OH)減小,pH減小。答案為:120min附近,Mg(OH)2(s)Mg2+(aq) + 2OH(aq)均達到平衡狀態(tài),因此pH基本不變;c(Mg2+) Ⅰ≈Ⅱ>Ⅲ、中上述平衡相對逆移,c(OH)減小,pH減小。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下圖為硬脂酸甘油酯在堿性條件下水解的裝置圖。進行皂化反應的步驟如下:

(1)在燒瓶中裝入7~8 g硬脂酸甘油酯,然后加入2~3 g的NaOH、5 mL H2O和10 mL酒精。加入酒精的作用是________________________________________________________。

(2)圖中長玻璃導管的作用是_______________________________________。

(3)該反應的化學方程式是______________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】根據(jù)如圖所示轉化關系,判斷A、B、C、D各是什么物質,寫出有關的化學方程式:

(1)A為氣體單質時,A________,B__________,C________,D________,E________,E→C的化學方程式:_________________________________________________

(2)A為固體單質時,A________,B________,C________,D________,E________,E→C的化學方程式是_______________________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在容積不變的密閉容器中存在如下反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。在其他條件一定,只改變某一條件時,下列分析不正確的是

A. 表示的是t1時刻增大壓強對反應速率的影響

B. 表示的是t1時刻加入催化劑對反應速率的影響

C. 表示的是溫度對平衡的影響,且甲的溫度小于乙的溫度

D. 表示的是催化劑對化學平衡的影響,乙使用了催化劑

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】有關甲、乙、丙、丁四個圖示的敘述正確的是(

A.甲中負極反應式為2H2e=H2

B.乙中陽極反應式為Age=Ag

C.丙中H向碳棒方向移動

D.丁中電解開始時陽極產(chǎn)生黃綠色氣體

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】(1)珊瑚礁是珊瑚蟲吸收海水中的鈣和二氧化碳,然后分泌出石灰石,經(jīng)過以后的壓實、石化形成的礁石。珊瑚礁的主要成分是________(填化學式),近年來珊瑚礁受海水侵蝕,退化嚴重,請寫出海水侵蝕珊瑚礁的化學方程式:_____________________。

(2)下圖為一定量飽和Ca(OH)2溶液中通入CO2氣體后,產(chǎn)生CaCO3白色沉淀的質量與通入的CO2體積之間的關系曲線。請回答:

OA段曲線所表示的化學反應方程式:_____________,A點處已參加反應的CO2Ca(OH)2的物質的量之比為________。

B處溶液中存在的濃度較大的兩種離子是________________(填離子符號),將B處生成的溶液煮沸,可見到的現(xiàn)象是_______________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知下列十種物質:①H2O,CuNO,Fe2O3,⑤稀硫酸,⑥氫氧化鋇,⑦飽和FeCl3溶液,⑧氨水,⑨稀硝酸,⑩硫酸鋁。根據(jù)上述提供的物質,回答下列問題:

1)屬于純凈物的是__________(填序號),屬于電解質的是__________(填序號)。

2)上述物質間發(fā)生的某反應的離子方程式為H++OH===H2O,則該反應的化學方程式為___________________________________________________。

3)實驗室制備少量Fe(OH)3膠體所用的物質有__________(填序號),反應的離子方程式為________________________________________________________

4)實驗室配制245 mL 0.5 mol/L的硫酸鋁溶液,從配制好的溶液中取出100 mL,其中含有的的數(shù)目為_______(設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】實驗室需要制備純凈的氯化鉀,F(xiàn)含有少量K2SO4的氯化鉀樣品,按照如圖所示的實驗方案進行提純。

(1)檢驗加入BaCl2溶液后是否沉淀完全的操作為____________________________

(2)若用硝酸鋇來代替氯化鋇,請判斷是否可行,并說明理由:_____________________。

(3)某同學認為該實驗方案中加適量氯化鋇溶液不容易控制,應加入過量氯化鋇溶液,他的思路如下:

請寫出①②③④⑤溶質或沉淀的化學式:______________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在常溫下的一密閉容器中事先放入1.56g過氧化鈉,然后再通入乙烷與氧氣的混合氣體,用電火花引爆,直至反應完全為止,恢復到原溫度,容器內壓強近似為零。

1)相同條件下,通入的氣體氧氣和乙烷的體積比是多少?_____

2)通入氧氣的質量最大應是多少?_____

查看答案和解析>>

同步練習冊答案