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1、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+H O=NH H O+H +,Mg + 2H+=M g2+H。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2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+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NH4+水解使溶液先酸性导致，
2、而就是NH4+直接与Mg（OH）作用而使其溶解，消除了保护层，反应为Mg（OH） +2NH 4+=Mg2+ + 2NH3H2O，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+ ZN% + +2h；O=M g 2+2NHH2 O+H2,后来溶液碱性增强后，又有Mg（OH） ?生 成,Mg2+24NH3 H22O= Mg（OH）+2NH4+,l沉淀并非在镁得表满产生，此时反应得继 续可与认为N3H+充当了镁与水得反应得催化剂,Mg+2H O= Mg（OH） + H。氯离子加快4镁与水反应，就是由于氯离子具有将强得穿透得作用2 ,能就是M g（OH）从镁表面脱咯，这样失去保护层得镁就可与
3、水反应了。由此可见,镁与氯化铵溶液反应，其中NH+与C1-都使反应有利进行,本质仍 为镁与水得置换反应。43、NH+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HO、酸（HA）、NH为例说明于下。H2O 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 O + HO f HO+ + OH-（碱 1）（酸1）（酸2） 3 （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 O + HAf HO+ + A-（碱21 ）（酸1）（酸2） 3 （碱2）可见酸溶于水得离解，不能
4、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 O+ =Mg2 + + 2H O + H tNH3溶于水得离解就是NH3与H2O得质子转移作用：NH + H O f NH + + OH- 2（碱 1）（酸12）（酸2） 4（碱2）作为溶剂得水起着酸得作用，NH4+也应就是酸，这就就是NH4+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
5、氯化铵水解产生得H+反应生成氢气设想2:NH +得作用设想3:C1-得作用四、实验设计方案实验药品:镁粉,NHCl固体，CHCOONH固体，NHNO固体，KNO3固 体，NaCl固体、酚酞试液3443实验仪器:托盘天平、试管、50m1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 C1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+
6、反应生成氢气在盛有3、0 mL 1。0 mol/L CHCOONH 溶液与3. 0 mL 1、0 mol /LNH4NO3溶液得2支试管中分别加入0.项0g镁粉，观察现象、由于CHCOONH4 溶液就是中性得，如果NH4NO3溶液中有大量气泡产生，但CH COONH溶液中无4 气泡产生，则说明就是NH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:NH4+得作用在盛有 3.6 mL 1、0 mol/L NH NO 溶液与 3。0 mL 1. 0 mol/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 NO溶液中 有大量气泡产生，
7、但KNO3溶液中无气泡产生，则说明就是铵离子得作用、3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 /LNaC 1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 探究1:镁与氯化铉溶液产生得气体不全就是氢气，还有氨气实验1实验1内容实验现象分析与结论在盛有 4.0mL1、0mol /L NH4C l溶液（左试 管）中加入0.50g镁粉，在 出气管口用湿润得红色 石蕊试纸检验试管口产
8、生得气体，观察试纸颜色 变化；用排水法收集一小 试管产生得气体，靠近 酒精灯，仔细听爆鸣声。在4mlHO（右试管）中 加入0. 5 dgMg粉反应， 进行对比。左试管就是NH Cl与Mg 反应现象，反应剧烈，产 生大量白色絮状沉淀，放 出大量热。右试管就是队0与Mg 反应现象，反应之缓慢，产 生少量气泡，试管壁发 热。NH Cl溶液显酸性。分析 化学教科书中都有这样 得数据：0、1 mol/LNH4C1 溶液得pH= 5。3 ,1 mol/L NHC l 溶液得pH = 4。63，足 可以溶解Mg （OH） 2沉淀。把镁条浸放在 NHCl溶液中，自然可以 观察到有比把Mg条浸 放在水中快得多得
9、史气 泡产生2O试纸变蓝，说明有氨气 生成。可以听到爆鸣声，说明 有氢气结论:镁与氯化铵溶液 产生得气体不全就是氢 气，还有氨气湿润得红色石蕊试纸 检验试管口产生得气体, 试纸变蓝。收集满气体得试管靠 近火焰，可以听到爆鸣声探究2:镁能够与氯化铉溶液剧烈反应得原因设想1:镁与氯化铵水解产生得H+反应生成氢气实验2实验2内容实验现象分析与结论1.在盛有3。0 mL10 mol/L CH C00NH 溶液与 3。0 mL 1。Omol/L NH4N03溶液得2支试管中 分别折入0、20 g镁粉， 观察现象、由于CH3C OONH4溶液就是中性得：如CH3COONH4溶液（左试 管）与3nh nO3
10、溶液（右 试管）分别与Mg粉反应两试管反应都很剧烈，说 明NHNO水解产生得H+ 对反应彳序影响甚小，主要 就是NH4+对反应影响。 CHCOONH4溶液与Mg粉 反应，产生泡沫，逐渐上 升，而N H4NO 3溶液与Mg果NH4NO3溶液中有大量 气泡产生,3但CH C OONH 溶液中无气泡产生，则说4 明就是NH +水解产生得- 一 4 一、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。粉反应并没有泡沫，可能 就是溶液得粘稠程度不 一样，产生泡沫效果。可 能就是CH3COO-影响。2。为了排除CH COO-得 影响，增做了 CH C OONa 与H2O分别于M
11、g3反应得 探究实验反应程度一样两试管反应都很剧烈，但 左试管反应产生泡沫，上 升至试管口，而NH4NO3溶 液与Mg反应产生得气泡 不能形成泡沫CHCOONa溶液与H O都与 M g反应，产生Mg（O H）。反应程度一样，说明 不就是CH3COO-影响反应速 率、3结论：H O就是氧化剂， 并不就星镁与氯化铵水 解产生得H+反应生成氢 气。设想2:NH4+起氧化剂得作用实验34实验3内容在盛有3.0 mL 1。0 mol/L NHNO 溶液与 30mL1、0 n4o 1 /LKNO3 溶液 得2支试管中分别加入0。 20g镁粉。观察现象。如 果nh4NO3溶液中有大量气 泡产生，但KNO3溶
12、液中 无气泡产生，则说明就是 铉离子得作用、如果两者 得反应速率相当，则设想 不正确。实验现象nh4NO3溶液（左试管）与knO3溶液（右试管）分别与Mg粉反应左试管反应剧烈，右试管 反应很少。分析与结论NH4NO3溶液（左试管）与 KNO4落液（右试管）分别与 Mg3粉反应，排除阴离子 得影响，NH4 N O3溶液（左 试管）与Mg反应剧烈，说 明NH +起氧化剂得作用 4结论:NH4+起氧化剂得作设想3:Cl-起催化得作用实验4实验4内容在盛有3。0 mL 1、0 mo l/LNaCl 溶液与 3、0mL 1、0 mol/LKNO3 溶液得2支试管中分别加 入0 .20g镁粉.观察现 象、
13、如果NaC 1溶液中有 大量气泡产生，但KNO 溶液中无气泡产生，则说 明就是氯离子得作用。实验现象NaCl溶液(左试管)与 kno3溶液(右试管)分别 与Mg反应分析与结论反应速率几乎一样，说明Cl-对反应速率得贡献几 乎没有、结论：C 1-不就是起催化 得作用六、实验讨论实验1、2说明镁能与铵盐溶液反应放出氢气，并非由于NH4+水解使溶液显 酸性导致(CH COONH4溶液为中性)，而就是NH4+直接Mg(OH)作用使其溶解, 消除了 “保护层”，反应式为Mg(OH)2+2NH=Mg2+ +2NH23 - H2O ，这样镁 便与水接触反应，镁与铵盐反应得初始阶段总反应式为Mg + 2H2O
14、 + 2NH4+ = Mg2+ +2NH - H2O +H2 t，当溶液碱性增强后，又会有Mg(OH)：生成:Mg2：+ 2NH3札0 = Mg2(OH)之E + 2NH4+，但沉淀并非在镁得表面产生，此时反应得继续 可以认为2NH4+充当了镁与水反应得催化剂：Mg + 2H2O = Mg(OH)2 ! + Ht2根据酸碱质子理论，N%+与H0都就是可以提供质子得酸类物质。但在NHC1 溶液中，NHC1 电离出得c 2(NH4+ )史。电离出得c (H+ )，从而降低 H0向溶液中提供H+得作用。所以,把Mg2带放入NH C1溶液中,Mg面对H 0与NH+这2种氧化剂,首先就是被数量最多，浓度
15、最大得，更容易提供质子得N H+所是化。鉴于此，笔者认为能够用来反映Mg与铵盐溶液反应本质中,NH+也 就是氧化剂得作用、得化学表达式应为：4Mg + 2 NH+ 一 Mg2 + + 2NH t + H t七、实验结果镁与氯化铵溶液产生得气体不全就是氢气，还有氨气;，并不就是镁与氯化铵 水解产生得H+反应生成氢气;H 0与NH+都就是氧化剂，起氧化作用,C1-不就 是起催化得作用、24参考文献1、周晓宏，张冬临，刘晓渝、镁与铵盐溶液反应得教学分析、化学教育2007(8):5 5622. 李翘、镁与氯化铵水溶液反应机理得探讨。长沙就是雅礼中学。3。罗华荣，彭晓玲.探究镁与氯化铵溶液得反应、中学化学教学参考20 0 9.84、周开雄。镁与氯化铵溶液得反应得实验研究。化学教育2 005. 4
