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高中 | 离子方程式题目答案及解析如下,仅供参考!
必修一
第二章 化学物质及其变化
第二节 离子反应
离子方程式
某小组研究$\text{Mg}$与盐溶液的反应。
资料:ⅰ$\rm .$镁和水反应会在镁条表面形成致密的$\text{Mg(OH}{{\text{)}}_{2}}$膜,阻碍反应进一步发生。
ⅱ$\rm .$某些体积较小的离子能够“钻入”$\text{Mg(OH}{{\text{)}}_{2}}$膜,达到使其溶解的效果,称作“离子钻入效应”。
进行实验:常温下,向试剂$\rm X$中加入$\text{3 cm}$长的光亮镁条。
实验序号 | 试剂$\rm X$ | 实验现象 |
Ⅰ | $\text{5 mL}$蒸馏水 | 镁条表面有微小气泡附着 |
Ⅱ | $5\text{ mL }1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ NaHC}{{\text{O}}_{3}}$溶液 | 迅速有大量无色气泡冒出,同时产生大量白色沉淀 |
Ⅲ | $5\text{ mL }0.1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ AgN}{{\text{O}}_{3}}$溶液 | 镁条表面迅速覆盖一层疏松黑色固体,并有少量气泡冒出 |
Ⅳ | $4.5\text{ mL }1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ KCl}$溶液和$0.5\text{ mL }0.1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ AgN}{{\text{O}}_{3}}$溶液充分混合、过滤后所得的滤液 | 迅速有大量无色气泡冒出,滤液中逐渐出现白色浑浊 |
分别收集实验Ⅱ和实验Ⅳ中产生的气体于小试管中,用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,松开拇指,均听到爆鸣声,说明生成的气体中含有 。
氢气
"]]用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,松开拇指,均听到爆鸣声,是检验氢气的操作,说明生成的气体中含有氢气;
常温下,$1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ NaHC}{{\text{O}}_{3}}$溶液的$\text{pH}=8.4$。结合化学用语解释$\text{NaHC}{{\text{O}}_{3}}$溶液显碱性的原因 。
$\\text{HCO}_{\\text{3}}^{-}$水解程度大于电离程度,水解反应为$\\text{HCO}_{\\text{3}}^{-}+{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{O}\\rightleftharpoons {{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{C}{{\\text{O}}_{\\text{3}}}\\text{+O}{{\\text{H}}^{-}}$,使溶液显碱性
"]]$\rm Mg^{2+}$和$\text{HCO}_{\text{3}}^{-}$形成$\rm [Mg(HCO_{3})]^{+}$, $c\left( \text{M}{{\text{g}}^{2+}} \right)$减小, $\text{Mg}{{\left( \text{OH} \right)}_{\text{2}}}\left( \text{s} \right)\rightleftharpoons \text{M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}\left( \text{aq} \right)\text{+2O}{{\text{H}}^{-}}\left( \text{aq} \right)$平衡正移,$\rm Mg(OH)_{2}$ 膜溶解,生成气体速率变快; $c\left( \text{O}{{\text{H}}^{-}} \right)$升高,促进$\mathrm{HCO}_3^{-}$的电离,$c(\text{CO}_{3}^{2-})$增大, $\text{M}{{\text{g}}^{2+}}+\text{CO}_{3}^{2-}\rm =$ $\rm MgCO_{3}↓$
经实验测定,实验Ⅱ中产生的白色沉淀中含有$\text{MgC}{{\text{O}}_{3}}$。已知$\text{M}{{\text{g}}^{2+}}$可以和$\text{HCO}_{3}^{-}$形成${{\left[ \text{Mg}\left( \text{HC}{{\text{O}}_{3}} \right) \right]}^{+}}$,请用化学平衡移动原理解释实验Ⅱ中生成气体速率快及生成$\text{MgC}{{\text{O}}_{3}}$的原因 。
$\\rm Mg^{2+}$和$\\text{HCO}_{\\text{3}}^{-}$形成$\\rm [Mg(HCO_{3})]^{+}$, $c\\left( \\text{M}{{\\text{g}}^{2+}} \\right)$减小, $\\rm Mg(OH)_{2}(s)\\rightleftharpoons \\rm Mg^{2+}(aq)+2OH^{-}(aq)$平衡正移,$\\rm Mg(OH)_{2}$ 膜溶解,生成气体速率变快; $c\\left( \\text{O}{{\\text{H}}^{-}} \\right)$升高,促进$\\mathrm{HCO}_3^{-}$的电离,$c(\\text{CO}_{3}^{2-})$增大,$\\rm Mg^{2+}+$ $\\mathrm{CO}_3^{2-}\\rm =$ $\\rm MgCO_{3}↓$
"]]在$\text{NaHC}{{\text{O}}_{\text{3}}}$溶液中存在平衡,$\text{NaHC}{{\text{O}}_{\text{3}}}=\text{N}{{\text{a}}^{+}}\text{+HCO}_{\text{3}}^{-};\text{HCO}_{\text{3}}^{-}\rightleftharpoons {{\text{H}}^{+}}\text{+CO}_{\text{3}}^{\text{2-}},\text{HCO}_{\text{3}}^{-}+{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\rightleftharpoons {{\text{H}}_{\text{2}}}\text{C}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{+O}{{\text{H}}^{-}}$,$\rm Mg$和$\text{NaHC}{{\text{O}}_{\text{3}}}$溶液反应,产生氢气的离子方程式为$\text{Mg+2}{{\text{H}}^{+}}\text{=M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}+{{\text{H}}_{\text{2}}}\uparrow $,然而$\text{M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}$还会和$\text{O}{{\text{H}}^{-}}\text{,CO}_{\text{3}}^{\text{2-}}$发生反应,发生反应的离子方程式为$\text{M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}\text{+2O}{{\text{H}}^{-}}\text{=Mg(OH}{{\text{)}}_{\text{2}}}\downarrow $,$\text{M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}\text{+2CO}_{\text{3}}^{\text{2-}}\text{=MgC}{{\text{O}}_{\text{3}}}\downarrow $,$\text{M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}$和$\text{HCO}_{\text{3}}^{-}$反应会生成${{[\!\!\text{ Mg(HC}{{\text{O}}^{\text{3}}}\text{) }\!\!]}^{+}}$,消耗$\text{M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}$使平衡正向移动,产生氢气的速率加快,$\text{M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}$和碳酸氢根电离出的$\text{CO}_{\text{3}}^{\text{2-}}$反应生成$\text{MgC}{{\text{O}}_{\text{3}}}$;
实验Ⅲ中生成了$\text{Ag}$,写出该反应的离子方程式 。
$\\text{Mg + 2A}{{\\text{g}}^{+}}\\text{= M}{{\\text{g}}^{\\text{2+}}}\\text{+ 2Ag}$;
"]]$\rm Mg$和硝酸银会发生置换反应,离子方程式为:$\text{Mg + 2A}{{\text{g}}^{+}}\text{= M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}\text{+ 2Ag}$;
对于实验Ⅳ,小组同学猜测滤液中的某些微粒可能对反应速率有影响。继续设计并实施实验,进行深入研究。
实验序号 | 试剂$\rm X$ | 实验现象 |
Ⅴ | 细微气泡冒出 | |
Ⅵ | $4.5\text{ mL }1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\text{ KN}{{\text{O}}_{3}}$溶液$+0.5\text{ mL}$蒸馏水 | 镁条表面有微小气泡附着 |
①甲同学认为实验Ⅳ的滤液中含有$\text{A}{{\text{g}}^{+}}$,请设计实验方案证实其想法 。
②对比实验Ⅳ和Ⅴ,可知$\text{A}{{\text{g}}^{+}}$对反应速率有影响。实验Ⅴ中的试剂$\rm X$是 。
向滤液中滴加含有稀$\\text{HN}{{\\text{O}}_{\\text{3}}}$的$\\rm NaCl$溶液,生成白色沉淀; $\\text{4}\\text{.5 mL 1 mol}\\cdot {{\\text{L}}^{\\text{-1}}}\\text{ KCl}$溶液$+\\text{0}\\text{.5 mL }0.1\\text{ mol}\\cdot {{\\text{L}}^{\\text{-1}}}\\text{ KN}{{\\text{O}}_{\\text{3}}}$溶液;
"]]
检验$\text{A}{{\text{g}}^{+}}$,向滤液中滴加含有稀$\text{HN}{{\text{O}}_{\text{3}}}$的$\rm NaCl$溶液,生成白色沉淀;探究$\text{A}{{\text{g}}^{+}}$有影响,对比实验Ⅳ,与实验Ⅳ不同之处应该是去除$\rm Ag^{+}$,仍保留$\rm K^{+}$,并且浓度也要保持一致,则加入的试剂应该是$\text{4}\text{.5 mL 1 mol}\cdot {{\text{L}}^{\text{-1}}}\text{ KCl}$溶液$+\text{0}\text{.5 mL }0.1\text{ mol}\cdot {{\text{L}}^{\text{-1}}}\text{ KN}{{\text{O}}_{\text{3}}}$溶液;
综合上述实验可知,$\text{A}{{\text{g}}^{+}}$与$\text{C}{{\text{l}}^{-}}$可以加快$\text{Mg}$和${{\text{H}}_{2}}\text{O}$反应的速率。反应速率加快的原因是 。
$\\rm Cl^{-}$因“离子钻入效应”,能破坏镁条表面的$\\rm Mg(OH)_{2}$膜;$\\rm Ag^{+}$与$\\rm Mg$发生置换反应,形成了$\\rm Mg-Ag$原电池,两者协同加快了$\\rm Mg+H_{2}O$的反应速率
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$\rm Cl^{-}$因“离子钻入效应”,能破坏镁条表面的$\rm Mg(OH)_{2}$膜;$\rm Ag^{+}$与$\rm Mg$发生置换反应,形成了$\rm Mg-Ag$原电池,两者协同加快了$\rm Mg+H_{2}O$的反应速率;
研究表明,$\text{Mg}$与盐溶液反应的多样性与 有关。
盐溶液中阴、阳离子的性质,含镁生成物的溶解性、致密性等
"]]通过以上分析可以看出$\rm Mg$与盐溶液中阴、阳离子的性质,含镁生成物的溶解性、致密性等有关;
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