探究镁与氯化铵溶液的反应

探究镁与氯化铵溶液得反应

一、探究问题得提出

在学习了盐类水解之后,许多学生认为镁能够与氯化铵溶液剧烈反应得原因就是:氯化铵水解呈酸性,镁与水解产生得H +反应生成氢气、反应得离子方程

式为ＮH

4++Ｈ

2

O=NＨ

3

H

2

O+H +,Mg + 2H+＝M g2＋+Ｈ

2

。这种观点也为许多教师所认同,

在有些教学参考资料上也有类似得解释。但我们认为这样解释并不符合事实,因而通过实验探究来验证自己得猜想。

二、相关资料查阅综述

1。镁与氯化铵反应不仅有氢气生成,还有氨气以及氢氧化镁。

２、镁与氯化铵溶液反应剧烈就是由于NH

4

+与Cl—反应引起得:

镁离子能与按盐溶液反应放出氢气,并非由于NH

4

+水解使溶液先酸性导致,

而就是NH

4+直接与Ｍg(OH)

2

作用而使其溶解,消除了保护层,反应为Mg(OH)

2

+2NH

４+= Mg2+＋2NＨ

3

H

２

O,这样镁与水接触反应,镁与铵盐反应得初始阶段总反应为M

ｇ+ 2ＮH

４＋+2H

2

O=Mｇ2++2NH

３

H

２

O+H

２

,后来溶液碱性增强后,又有Mg(OH)

２

生

成,Mg２++2 NH

3 Ｈ

2

Ｏ= Mg(OＨ)

2

+2NH

4

+,但沉淀并非在镁得表满产生,此时反应得继

续可与认为ＮH

4+充当了镁与水得反应得催化剂,Mg＋2Ｈ

２

O＝ Mg(OH)

2

+ H

2

。

氯离子加快镁与水反应,就是由于氯离子具有将强得穿透得作用,能就是Ｍg(OH)

2

从镁表面脱咯,这样失去保护层得镁就可与水反应了。

由此可见,镁与氯化铵溶液反应,其中NH

4

＋与Cｌ－都使反应有利进行,本质仍为镁与水得置换反应。

3、NH

4

＋得酸性本质

根据酸碱质子理论,能够给出质子(H+ ) 得物质叫酸,能够接受质子(Ｈ+)

得物质叫碱。现以Ｈ

2O、酸(HA) 、NH

3

为例说明于下。

H

2

Ｏ就是一种中性溶剂,水分子之间发生质子得转移,能发生自电离:

Ｈ

２O + H

2

O → H

3

O＋ + OH—

(碱1) (酸1) (酸2) (碱2)

根据酸碱质子理论Ｈ2O 既可以就是酸,又可以就是碱,就是一种两性溶剂。

酸(以HA 为代表) 在水中得电离:

Ｈ

2O ＋HA→H

3

Ｏ+＋A－

(碱１) (酸1) (酸2) (碱2)

可见酸溶于水得离解,不能简单瞧成就是酸分子离解成酸,根离子与氢离子(即质子Ｈ+) ,而应该理解为就是水分子与酸分子之间得质子转移作用,作为溶剂得水起着碱得作用、所以酸与金属(例如Ｍg) 反应生成得H2 ,就是源自酸中得H＋、

Ｍg + ２H

3Ｏ+＝Ｍg２+＋２H

２

Ｏ＋ H

２

↑

ＮＨ

3溶于水得离解就是NＨ

3

与Ｈ

２

Ｏ得质子转移作用:

NH

3＋Ｈ

２

O → NH

４

+＋OH—

(碱1) (酸1) (酸２) (碱２)

作为溶剂得水起着酸得作用, NＨ

4+也应就是酸,这就就是ＮＨ

４

＋得酸本

质。

三、问题解决设想思路

探究1:镁与氯化铵溶液产生得气体不全就是氢气,还有氨气、探究2:镁能够与氯化铵溶液剧烈反应得原因

设想１:镁与氯化铵水解产生得Ｈ＋反应生成氢气

设想2:NH

４

+得作用

设想3:Cｌ－得作用

四、实验设计方案

实验药品:镁粉,NH

４Cl固体, ＣH

3

ＣOＯNＨ

４

固体, NH

4

NＯ

3

固体 ,ＫNO３固

体, NaＣl固体、酚酞试液

实验仪器:托盘天平、试管、50ｍｌ容量瓶(5个)、红色石蕊试纸、酒精灯及其她玻璃

仪器

探究1:镁与氯化铵溶液产生得气体不全就是氢气,还有氨气、

在盛有４.0mＬ1。0mol/L NＨ

4

Ｃｌ溶液中加入0.5０g镁粉用排水法收集一小试管产生得气体, 靠近酒精灯,可以听见爆鸣声。再用湿润得红色石蕊试纸检验试管口产生得气体,试纸变蓝。

探究2:镁能够与氯化铵溶液剧烈反应得原因

设想1:镁与氯化铵水解产生得H+反应生成氢气

在盛有３、0 mL 1。0 mol/L CH

３ＣOONH

４

溶液与３.０ mL 1、0 mｏｌ

/LNH

4NO

３

溶液得2支试管中分别加入0.２0g镁粉,观察现象、由于ＣH

3

COONＨ

4

溶液就是中性得,如果NH4NO3溶液中有大量气泡产生,但CＨ

3CＯOＮH

４

溶液中无

气泡产生,则说明就是NＨ

4

+水解产生得Ｈ＋与镁反应,使其反应速率加快、若都有大量气泡产生,则这个设想不成立。

设想2:ＮH

4

+得作用

在盛有 3.0 mＬ１、0 mol/Ｌ NＨ

４NO

３

溶液与3。0 mL 1.０mｏl/L

ＫNO3溶液得２支试管中分别加入0、20g镁粉、观察现象。如果NH

4NO

3

溶液中

有大量气泡产生,但ＫNO3溶液中无气泡产生,则说明就是铵离子得作用、如果两者得反应速率相当,则设想不正确、

设想3:Cl—得作用

在盛有3。0 mL 1、0 moｌ/LNaCｌ溶液与3.0 mL １、0 mol/LKＮO3溶液得2支试管中分别加入０。２0g镁粉。观察现象。如果NaCl溶液中有大量气泡产生,但KNＯ3溶液中无气泡产生,则说明就是氯离子得作用。

五、实验现象与分析

(1) 探究1:镁与氯化铵溶液产生得气体不全就是氢气,还有氨气