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為更好地利用化學變化中的物質(zhì)變化和能量變化,在化學研究和工業(yè)生產(chǎn)中還需要關(guān)注化學反應(yīng)的快慢和進行程度等。實驗發(fā)現(xiàn),Mg+AgCl濾液反應(yīng)比Mg+H2O反應(yīng)速率快,研究小組對此實驗現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進行了探究。
【提出猜想】
猜想一:Cl-鉆入Mg(OH)2膜形成孔徑,增大了Mg和H2O的接觸面積,加快了Mg+H2O的反應(yīng)速率,稱作“離子鉆入效應(yīng)”;
猜想二:在“離子鉆入效應(yīng)”基礎(chǔ)上,Mg置換Ag+形成許多微小的Mg-Ag原電池,使Mg+H2O反應(yīng)速率進一步加快。
【實驗設(shè)計】
(1)取表面積和質(zhì)量相同的鎂條(5cm),用濃度分別為1mol/LKCl、0.2mol/LAgNO3、0.2mol/LKNO3溶液,按照下表進行系列實驗,若有沉淀,先將沉淀過濾后,將濾液加入裝Mg條的試管,并觀察Mg條表面實驗現(xiàn)象。
實驗序號 菁優(yōu)網(wǎng) V(KCl)/mL V(AgNO3)/mL V(KNO3)/mL V(H2O)/mL 實驗現(xiàn)象
1 / / / 5.00 微小氣泡附著
2 4.50 0.50 / / 大量氣泡放出
3 4.50 / / 0.50 少量氣泡放出
4 a / b / 少量氣泡放出
①根據(jù)表中信息,補充數(shù)據(jù):a=
4.5
4.5
,b=
0.5
0.5

②由實驗1和實驗3對比可知:Cl-有加快Mg+H2O反應(yīng)速率的作用。
③由實驗和實驗對比可知:Ag+有加快Mg+H2O反應(yīng)速率的作用。
【實驗結(jié)論1】猜想一和猜想二成立。
寫出Ag+的水解離子方程式
Ag++H2O?AgOH+H+
Ag++H2O?AgOH+H+

(2)為了進一步證明Mg-Ag原電池能加快Mg+H2O+Cl-體系中Mg+H2O的反應(yīng)速率,研究小組利用數(shù)字化實驗進行了驗證。
【實驗設(shè)計】選取實驗2和實驗4兩個實驗方案,采集兩個實驗的pH-時間、溫度-時間變化數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)如圖所示:菁優(yōu)網(wǎng)
④由初始pH數(shù)據(jù)可知,曲線
a
a
(填“a”或“b”)表示實驗2的pH-時間變化曲線,請解釋原因
溶液中存在銀離子,銀離子水解使得溶液呈酸性,所以初始階段pH<7
溶液中存在銀離子,銀離子水解使得溶液呈酸性,所以初始階段pH<7
。
⑤在pH=11左右,兩實驗的pH變化都明顯趨于平緩的原因
Mg(OH)2沉淀覆蓋在鎂條表面,阻礙了Mg+H2O的反應(yīng)
Mg(OH)2沉淀覆蓋在鎂條表面,阻礙了Mg+H2O的反應(yīng)
。
⑥對“溫度-時間”曲線分析,在相同反應(yīng)時間內(nèi),
實驗2
實驗2
(填“實驗2”或“實驗4”)放熱更多,因此速率更快。
【實驗結(jié)論2】結(jié)合pH-時間、溫度-時間曲線可知,Mg-Ag原電池能加快Mg+H2O+Cl-體系中Mg+H2O的反應(yīng)速率。

【答案】4.5;0.5;Ag++H2O?AgOH+H+;a;溶液中存在銀離子,銀離子水解使得溶液呈酸性,所以初始階段pH<7;Mg(OH)2沉淀覆蓋在鎂條表面,阻礙了Mg+H2O的反應(yīng);實驗2
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/1 8:0:9組卷:30引用:2難度:0.7
相似題
  • 1.為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解反應(yīng)的催化效果,甲、乙兩位同學分別設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗。下列敘述中不正確的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/12/10 20:0:2組卷:63引用:4難度:0.5
  • 2.H2O2、CH3COOH是生活中常見的物質(zhì),在化學研究中應(yīng)用廣泛.
    (1)某小組擬在Fe3+的催化下,探究H2O2分解速率影響的某一因素.限選試劑與儀器:30% H2O2、0.1mol?L-1Fe2(SO43、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器
    將表中所給的混合溶液分別加入到2個同容積的錐形瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時間.
    錐形瓶編號 30% H2O2/mL 0.1mol?L-1Fe2(SO43/mL 蒸餾水/mL 反應(yīng)溫度/℃
    1 10 1 0 30
    2 Vx 1 5 30
    表中Vx=
     
    mL,實驗?zāi)康氖?!--BA-->
     

    (2)醋酸和鹽酸是化學實驗中常見的二種一元酸,某小組設(shè)計下列實驗證明它們的電離程度.
    實驗一:室溫下,測出0.1mol?L-1醋酸和鹽酸pH值分別為3、1.提示:pH=-lgc(H+
    結(jié)論一:醋酸在水溶液中電離
     
    (填“完全”、“不完全”).該溫度下醋酸的電離度為
     
    ;寫出醋酸的電離方程式
     

    實驗二:現(xiàn)取等體積、濃度均為1mol?L-1醋酸和鹽酸分別加入經(jīng)砂紙打磨過的表面積相同的鎂條.觀察放出氫氣速率的快慢.
    結(jié)論二:其它條件相同時,同濃度同體積的一元酸與金屬反應(yīng)時,反應(yīng)
     
    (填“快”或“慢”)的為弱電解質(zhì).

    發(fā)布:2024/11/18 8:0:1組卷:17引用:1難度:0.5
  • 3.某小組利用反應(yīng)Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O探究反應(yīng)條件對反應(yīng)速率的影響,設(shè)計實驗方案如下表。下列有關(guān)說法正確的是( ?。?br />
    實驗編號 反應(yīng)溫度/℃ 液體體積/mL
    0.1mol?L-1Na2S2O3(aq) 0.1mol?L-1稀H2SO4 H2O
    25 10 20 0
    25 V1 V2 5
    50 V3 V4 V5

    發(fā)布:2024/12/13 9:30:2組卷:94引用:1難度:0.7
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