镁与碳酸氢钠溶液能反应吗.doc

镁与碳酸氢钠溶液能反应吗？绍兴一中分校吴文中【反应的可能性分析】反应反应方程式常数Mg + 2H+=Mg2+ + H 2（碱性条件下的平衡常数）k=1X1063.2H+ +CO32= HCO3-k=5.61X 10-11Mg(OH )2= Mg2+2OH-k=5.6X 10-12Mg CO3 -= Mg2+CO32k=2.24X 10-11H2O=H+ +OH-KW=1X 10-14/55.6 计算方法1总反应： 2Mg+ 2HCO3-+H2O =Mg(OH)2Mg CO3+2H2+CO32-因为总反应=2-2- +2所以总反应的平衡常数K= k（k2k k） KW22.031073（因为k是标准的氧化还原反应常数，无需平方）说明：u 镁和水反应的氧化还原反应估算常数为k=1X1064u 碳酸二级电离常数k= 5.61X 10-11u Mg(OH )2 沉淀溶解的k=5.6X 10-12u Mg CO3沉淀溶解的 k=2.24X 10-11 计算方法2假设平衡后，溶液中的C（CO32-）= C（HCO3-）= C（OH-）=1molL-1则：E(MgCO3)/Mg) =E(Mg2+/ Mg) + (0.05922) lg c(Mg2+) =E(Mg2+/ Mg) + (0.05922)lg Ksp(MgCO3) = -2.363 + (0.05922)lg 2.2410-11 = -2.678E(Mg(OH)2)/Mg) =E(Mg2+/ Mg) + (0.05922)lg c(Mg2+) =E(Mg2+/ Mg) + (0.05922)lg KspMg(OH)2 = -2.363 + (0.05922)lg 5.610-12/2 = -2.696E(HCO3-/H2) =E(H+/ H2) + (0.05922)lg c2(H+) = E(H+/ H2) + (0.05922)lg KaHCO3- = 0 + (0.05922)lg (5.6110-11)2 = -0.606E电池=（-0.606）-（-2.696）=2.09因为(其中n=2 E=2.09V)所以K=1070.6=3.981070考虑到不同计算方法的误差，可以认为两种方法的计算不存在显著差异，在误差范围内，可以采用。计算结果表明，本反应完全可以发生。结论：该过程的平衡常数非常的大，为1070左右，是否计算错误不得而知。但请注意的是，平衡常数大，并不等于反应速率大。Mg(OH)2Mg CO3是否是最后的产物有待证明。因此写成nMg(OH)2mMg CO3更恰当。【实验】有一个学生从实验老师那里要来了Mg片,用砂纸擦去表面氧化膜后,分别加入浓度均为1 mol/L NaOH、Na2CO3和NaHCO33种溶液3种溶液中,惊讶地发现,Mg片竟在NaHCO3溶液中迅速反应,产生大量气泡并有白色不溶物产生。Mg片在NaOH、Na2CO3溶液中无明显反应现象。经实验分析，该气体是H2。【典型例题】资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。（1）提出假设实验I：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测： 猜测1：白色不溶物可能为 。 猜测2：白色不溶物可能为MgCO3。猜测3：白色不溶物可能是碱式碳酸镁xMgCO3yMg(OH)2。（2）设计定性实验确定产物并验证猜测：实验序号实验实验现象结论实验将实验I中收集到的气体点燃能安静燃烧、产生淡蓝色火焰气体成分为_ 实验取实验I中的白色不溶物，洗涤，加入足量 白色不溶物可能含有MgCO3实验取实验I中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液产生白色沉淀溶液中存在 离子（3）为进一步确定实验I的产物，设计定量实验方案，如图所示：称取实验中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验前后装置A增重1.8 g，装置B增重8.8 g，试确定白色不溶物的化学式 。（4）选做：请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因_。（1）猜测1：Mg(OH)2 （1分） （2）氢气 稀盐酸（合理均可） 产生气泡，沉淀全部溶解 CO32-（各1分）（3）2MgCO3Mg(OH)2 或 Mg(OH)22MgCO3 或 Mg3(OH)2(CO3)2 （4）NaHCO3溶液中存在如下平衡：HCO3-H+ +CO32-、H2OH+OH-；Mg和H+反