某小組通過(guò)分析鎂與酸反應(yīng)時(shí)pH的變化,探究鎂與醋酸溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。
【實(shí)驗(yàn)】在常溫水浴條件下,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅰ~Ⅲ,記錄生成氣體體積和溶液pH的變化:
Ⅰ.取0.1g光亮的鎂屑(過(guò)量)放入10mL0.10mol?L-1HCl溶液中;
Ⅱ.取0.1g光亮的鎂屑放入10mL0.10mol?L-1CH3COOH溶液pH=2.9中;
Ⅲ.取0.1g光亮的鎂屑放入10mLpH=2.9HCl溶液中。
【數(shù)據(jù)】
(1)起始階段,Ⅰ中主要反應(yīng)的離子方程式是
Mg+2H+=Mg2++H2↑
Mg+2H+=Mg2++H2↑
。
(2)Ⅱ起始溶液中約為 102
102
。(選填“1”、“10”或“102”)
(3)起始階段,導(dǎo)致Ⅱ、Ⅲ氣體產(chǎn)生速率差異的主要因素不是c(H+),實(shí)驗(yàn)證據(jù)是 由圖1可知起始階段Ⅱ的速率遠(yuǎn)大于Ⅲ,但圖2表明起始階段Ⅱ的pH大于Ⅲ
由圖1可知起始階段Ⅱ的速率遠(yuǎn)大于Ⅲ,但圖2表明起始階段Ⅱ的pH大于Ⅲ
。
(4)探究Ⅱ的反應(yīng)速率大于Ⅲ的原因。
提出假設(shè):CH3COOH能直接與Mg反應(yīng)。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅳ:室溫下,將光亮的鎂屑投入冰醋酸中
室溫下,將光亮的鎂屑投入冰醋酸中
。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:立即產(chǎn)生氣體
立即產(chǎn)生氣體
。
得出結(jié)論:該假設(shè)成立。
(5)探究醋酸溶液中與Mg反應(yīng)的主要微粒,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅴ。
與Ⅱ相同的條件和試劑用量,將溶液換成含0.10mol?L-1的CH3COOH與0.10mol?L-1CH3COONa的混合溶液pH=4.8,氣體產(chǎn)生速率與Ⅱ?qū)Ρ热缦隆?br />
a.實(shí)驗(yàn)Ⅴ起始速率 |
b.實(shí)驗(yàn)Ⅱ起始速率 |
c.實(shí)驗(yàn)ⅡpH=4.8時(shí)速率 |
2.1mL-1?min-1 |
2.3mL-1?min-1 |
0.8mL-1?min-1 |
對(duì)比a~c中的微粒濃度,解釋其a與b、a與c氣體產(chǎn)生速率差異的原因:
a與b對(duì)比,c(CH3COOH)幾乎相同,但b中c(H+)約為a的100倍,使速率b>a;a與c對(duì)比,c(H+)幾乎相同,但a中c(CH3COOH)約為c的2倍,使速率a>c
a與b對(duì)比,c(CH3COOH)幾乎相同,但b中c(H+)約為a的100倍,使速率b>a;a與c對(duì)比,c(H+)幾乎相同,但a中c(CH3COOH)約為c的2倍,使速率a>c
。
(6)綜合以上實(shí)驗(yàn)得出2個(gè)結(jié)論:鎂與醋酸溶液反應(yīng)時(shí),CH
3COOH、H
+、H
2O均能與鎂反應(yīng)產(chǎn)生氫氣:
CH3COOH是與Mg反應(yīng)產(chǎn)生氣體的主要微粒
CH3COOH是與Mg反應(yīng)產(chǎn)生氣體的主要微粒
。