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            鎂與氯化銨溶液化學反應原理的研究

            2020-07-27 11:32:19

                    活潑金屬鎂和水的反應不明顯,但鎂與氯化銨溶液反應有明顯現象。對此現象的解釋,同學們存在著兩種不同見解:一種觀點認為氯化銨水解顯酸性,溶液中的氫離子跟鎂發生反應;另一種觀點認為鎂跟水產生出氫氧根離子被銨離子結合從而促進反應的發生。

                    兩種觀點的區別在哪里?一個認為是氫離子起作用,一個認為銨根離子起作用。氯化銨溶液既存在大量的銨根離子,又存在一定量的氫離子,從而導致產生兩種觀點。如果我們可以找到含有大量銨根離子和少量氫離子的溶液做對照,就會判斷出來兩種觀點是否合理實驗I:分別取3 ml 3mol/L的氯化銨和醋酸銨溶液,放入表面已擦干凈的鎂條。發現兩個溶液均產生氣體,且兩者速度相似。

            三氯異氰尿酸鈉

                    由于醋酸銨溶液顯中性,溶液中只含有極其少量的氫離子。按照一種觀點,醋酸銨溶液和鎂條不反應(或者速度較低);按照第二種觀點,醋酸銨溶液和鎂條發生反應(或者速率和對照組接近)。從實驗現象來判斷,第二種觀點是正確的。反應后溶液呈堿性的原因是銨離子跟氫氧化鎂反應形成一水合氨,一水合氨電離使溶液呈弱堿性。由于醋酸銨溶液較難獲取,我們還可以分析一下兩個觀點的其他差異。由于觀點一認為反應會消耗氫離子,隨著反應的進行,氯化銨溶液的酸性逐漸減弱,從而導致在溶液接近中性時反應停止;由于觀點而認為反應主要和銨根離子進行,在溶液堿性時反應荏苒可以發生。

                    實驗II:取3ml 0.1mol/L的氯化銨溶液,滴入酚酞,發現溶液無明顯變化。放入表面已擦干凈的鎂條。發現有氣體產生,一段時間后溶液慢慢變紅后仍有氣體產生。

                    由于開始時氯化銨足量,溶液呈酸性,酚酞不應變紅,而實驗結束前溶液卻變紅了,變紅后說明溶液顯堿性,此時缺少氫離子的溶液卻仍有氣體產生。因此說明觀點二是正確的

                    如果我們進一步進行反思,我們也許會跳出氫離子和銨根離子的局限,有沒有可能會是陰離子,也就是氯離子也起到一定的作用呢?我們可以設計一下的實驗。

                    實驗 III:取氯化鈉溶液,滴入酚酞,發現溶液顏色無明顯變化。放入表面已擦干凈的鎂條,發現有氣體產生,一段時間后溶液慢慢變紅后仍有氣體產生而且比實驗 II還要快。

                    中學化學課本已經學習過,氯化鈉不與鎂發生反應,但是從實驗III中我們可以看出,氯化鈉同樣可以加速鎂與水的反應,可能的原因是金屬鎂、雜質以及氯化鈉溶液形成原電池。

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