Question

7．某�；瘜W課外學習小組發(fā)現(xiàn)將鎂粉按圖投入純水中現(xiàn)象不明顯，而投入氯化銨溶液中，兩者立即發(fā)生反應，產(chǎn)生大量氣泡．經(jīng)檢驗該過程產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體有刺激性氣味．
（1）實驗開始時用校準過的pH傳感器測定純水的pH，發(fā)現(xiàn)純水的pH總是在7.30左右，其原因可能是因為氣溫低于25℃時，K_w小于1.0×10^-14，純水的pH略大于7
（2）請設計簡單的實驗方案檢驗上述實驗中有刺激性氣味的氣體：將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口看是否變藍，如果變藍，則有氨氣生成，否則沒有氨氣生成（或者用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在試管口，看是否有白煙生成，如果有白煙生成，則有氨氣，否則沒有氨氣）
（3）實驗中0.2mol/L氯化銨溶液的pH為5.90，請用離子方程式解釋原因：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺
（4）該小組同學為探究鎂與氯化銨溶液反應的原因設計了如下實驗方案：

序號	實驗試劑		實驗現(xiàn)象
實驗1-1	0.20g鎂粉	3.0mL 0.2mol/LNH4Cl溶液	反應明顯，有氣泡產(chǎn)生
實驗1-2	0.20g鎂粉	3.0mL鹽酸	反應不明顯，幾乎沒有氣泡產(chǎn)生

①上述探究實驗1-2選用的鹽酸為D（填字母）．
A、1mol•L^-1     B、pH=1.0     C、0.2mol•L^-1   D、pH=5.90
②通過實驗對比，說明NH₄Cl水解產(chǎn)生的H⁺對反應影響小于NH₄⁺對反應影響（填“小于”、“大于”或“等于”）．
（5）該小組同學繼續(xù)探究鎂粉與氯化銨溶液反應劇烈的影響因素．

實驗序號	實驗試劑
實驗2-1	0.20g鎂粉	3.0 mL 0.2mol/LNaCl溶液
實驗2-2	0.20g鎂粉	3.0 mL0.2mol/LNaNO3溶液
實驗3-1	0.20g鎂粉	3.0mL0.2mol/L  NH4NO3溶液
實驗3-2	0.20g鎂粉	3.0mL0.2mol/L  KNO3溶液

①實驗2-1與實驗2-2中實驗現(xiàn)象說明Cl^-對反應速率的影響很小，請補充完成實驗方案所需的試劑．
②實驗3-1與實驗3-2的結論說明NH₄⁺對反應速率影響很大，則兩支試管中實驗現(xiàn)象的不同之處是NH₄NO₃溶液（左試管）和KNO₃溶液（右試管）分別與Mg粉反應，左試管反應劇烈，有大量氣泡生成，右試管反應很少，沒有氣泡生成
（6）寫出鎂與氯化銨溶液反應生成Mg²⁺的離子方程式Mg+2 NH₄⁺=Mg²⁺+2NH₃↑+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）常溫下純水的PH=7，測定水的PH大于7，說明溫度低于常溫，溫度降低抑制水的電離；
（2）投入氯化銨溶液中，兩者立即發(fā)生反應，產(chǎn)生大量氣泡．經(jīng)檢驗該過程產(chǎn)生兩種氣體，其中一種氣體有刺激性氣味為氨氣，另一種是氫氣，是加入金屬鎂和氯化銨水解生成的鹽酸反應生成，反應放熱促進水解進行，一水合氨分解生成氨氣；
（3）實驗中0.2mol/L氯化銨溶液的pH為5.90，溶液顯酸性說明溶液中銨根離子水解結合水電離出的氫氧根離子促進水的電離，溶液顯酸性；
（4）①對比試驗需要在相同條件下完成，0.2mol/L氯化銨溶液的pH為5.90，選擇鹽酸也需要PH相同；
②依據(jù)現(xiàn)象可知銨根離子對反應速率影響大于氫離子對反應速率的影響；
（5）①實驗2-1與實驗2-2中實驗現(xiàn)象說明Cl^-對反應速率的影響很小，試管中的溶液應為同濃度的氯化鈉溶液和硝酸鈉溶液中反應程度相同，溶液體積和濃度依據(jù)上述實驗確定，濃度為1.0mol/L；
②實驗3-1與實驗3-2的結論說明NH₄⁺對反應速率的影響很大，證明銨根離子對鎂反應影響程度大，反應劇烈，硝酸鉀溶液中反應程度小；
（6）鎂與氯化銨溶液反應生成Mg²⁺和氨氣、氫氣．

解答 解：（1）水的電離過程是吸熱過程，降低溫度水的電離程度小，電離出的氫離子濃度減小，K_w小于1.0×10^-14，所以測定的PH大于7，
故答案為：因為氣溫低于25℃時，K_w小于1.0×10^-14，純水的pH略大于7；
（2）氯化銨溶液中銨根離子水解生成鹽酸和一水合氨，加入金屬鎂和鹽酸反應生成氫氣，反應過程中放熱，促進水解進行，一水合氨分解生成有刺激性氣味的氨氣，檢驗上述實驗中有刺激性氣味的氣體的方法為：將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口看是否變藍，如果變藍，則有氨氣生成，否則沒有氨氣生成（或者用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在試管口，看是否有白煙生成，如果有白煙生成，則有氨氣，否則沒有氨氣），
故答案為：將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口看是否變藍，如果變藍，則有氨氣生成，否則沒有氨氣生成（或者用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在試管口，看是否有白煙生成，如果有白煙生成，則有氨氣，否則沒有氨氣）；
（3）實驗中0.2mol/L氯化銨溶液的pH為5.90，溶液顯酸性說明溶液中銨根離子水解結合水電離出的氫氧根離子促進水的電離，溶液顯酸性，離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
（4）①0.20g鎂粉放入3.0mL 0.2mol/LNH₄Cl溶液反應明顯，有氣泡產(chǎn)生，0.20g鎂粉放入3.0mL鹽酸，反應不明顯，幾乎沒有氣泡產(chǎn)生，上述探究實驗1-2選用的鹽酸溶液PH應和氯化銨溶液PH相同，故選D，
故答案為：D；
②通過實驗對比，說明NH₄Cl水解產(chǎn)生的H⁺對反應影響小于通過實驗對比，說明NH₄Cl水解產(chǎn)生的H⁺對反應影響，
故答案為：小于；
（5）①實驗2-1與實驗2-2中實驗現(xiàn)象說明Cl^-對反應速率的影響很小，試管中的溶液應為同濃度的氯化鈉溶液和硝酸鈉溶液中反應程度相同，溶液體積和濃度依據(jù)上述實驗確定，濃度為1.0mol/L，體積為3.0ml，則左邊試管中為3.0 mL 1.0 mol/LNaCl溶液；右邊試管中為：3.0 mL 1.0 mol/LNaNO₃溶液，
故答案為：3.0 mL 1.0 mol/LNaCl溶液；3.0 mL 1.0 mol/LNaNO₃溶液；
②實驗3-1與實驗3-2的結論說明NH₄⁺對反應速率的影響很大，證明銨根離子對鎂反應影響程度大，反應劇烈，硝酸鉀溶液中反應程度小，實驗4中的結論說明NH₄⁺對反應速率的影響很大，則兩支試管中實驗現(xiàn)象的不同之處是：NH₄NO₃溶液（左試管）和KNO₃溶液（右試管）分別與Mg粉反應，左試管反應劇烈，有大量氣泡生成，右試管反應很少，沒有氣泡生成，
故答案為：NH₄NO₃溶液（左試管）和KNO₃溶液（右試管）分別與Mg粉反應，左試管反應劇烈，有大量氣泡生成，右試管反應很少，沒有氣泡生成；
（6）鎂與氯化銨溶液反應生成Mg²⁺和氨氣、氫氣，反應的離子方程式為：Mg+2NH₄⁺=Mg²⁺+2NH₃↑+H₂↑，
故答案為：Mg+2NH₄⁺=Mg²⁺+2NH₃↑+H₂↑．

點評 本題考查了物質性質的實驗探究，主要是沒和誰、銨鹽反應實質的探究和分析，實驗設計、對比分析、總結結論是解題關鍵，題目難度中等．