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镁与水的反应反常现象求解

(2010-03-16 15:26:01)
标签:

杂谈

分类: 问题讨论

一、认为镁与冷水反应的实验现象反常

打磨后的镁条于试管中加蒸馏水,现象为一会后溶液中出现气泡,加酚酞后溶液为浅红。将此试管于酒精灯上加热,镁条在热水中几乎无法看见气泡,而溶液的颜色无明显变化,镁片上好像有点变黑。正常镁与冷水应该几乎不反应,在热水中会反应,教参上提到气泡可能看不到,但溶液应该变红才是。而做出来实验却与正常的完全相反。

二、曾有人就此发表过文献:

1、节选自《对镁、铝与水反应的研究 》---周玉良

【实验2】取一段镁条,用砂纸除去表面氧化膜,放入盛有 5 mL蒸馏水并滴加了 3滴酚酞试液的试管中。

现象 :很快逸 出较多微小气泡,镁条附近区域变红。几分钟后,反应速率减慢,镁条附近区域颜色较深。

【实验3】取 2支小试管,一支加少量镁粉,另一支加一段除去氧化膜的镁条,各加入 3 mL蒸馏水,同时进行水浴加热(便于对比观察)。

现象 :随温度的升高,镁条产生的气泡量大增,且反应时间较室温时长,而镁粉产生的气泡量相对较少。

[实验2]中使用的镁条已除去表面氧化膜,很快便有气泡逸出。反应速率减慢的原因是生成氢氧化镁难溶于水,逐渐沉积到镁条表面,而隔断镁与水的接触所致。若取出镁条擦拭后,重新放原试管,又可产生较多气泡,过一会儿反应又减弱。

[实验3]表明,随温度升高,镁与水反应加剧比常温时持续时间长,原因是气体生成速率加快利于氢氧化镁均匀沉积。倘若能破坏镁表面形成氢氧化镁层,则镁与水的反应将会一直持续下去,试管内会有沉淀沉积。笔者在镁条几乎停止应的试管内,加入少量氯化钠固体,片刻反应便迅进行,且持续反应,试管底部有沉淀生成。

     笔者建议,将实验时使用的“镁粉”改为“除膜后的镁条”,现象描述可改为“镁与冷水很快发生反应,并逸出较多微小气泡,反应溶液可使酚酞试液变为浅红色。加热,反应速率加快,可逸出大量小气泡,反应后溶液可使酚酞试液变红。”

2、节选自《高中化学“镁与水反应”实验的改进》 周莉

   镁与水反应的现象及其分析

在室温条件下 ,镁与冷水仍有明显的反应速度。

在试管中加几毫升水 ,往水中加 2滴酚酞试液 ,当插人用砂纸或用稀酸除去氧化膜的光亮镁条,就可以即刻看到有大量细腻的氢气泡产生,无色酚酞试液迅速变红。只因反应生成难溶于水的氢氧化镁,逐渐沉积在金属镁的表面形成致密薄膜,隔离着镁与水的相互作用。经过几分钟后 ,这种反应就逐渐趋于停止。

如果把这种已经停止了反应的混合液加热 ,氢氧化镁的溶解度加大 ,沉积在金属镁表面的氢氧化镁逐渐溶解,镁跟水的作用又会重新进行,继续产生氢气。只因在加热条件下 ,水的电离度增大 (沸水时,Kw=1×10-12离子浓度增大,致使反应速度加快,产生更多的氢气泡。也待反应生成的氢氧化镁在溶液中再度达到饱和,又重新沉积在金属镁表面,又逐渐隔绝水对镁的作用。因此,即使在沸水中,也会终因要生成这种难溶的隔离物,反应也会趋于停止。

鉴于此,所以无论是跟冷水还是沸水反应 ,都只能观察到氢气的产生,看不到氢氧化镁沉淀的生成。

  镁与水反应改进实验

http://s3/middle/5f35171bx736e7dfc3212&690
(含盐水为:饱和食盐水稀释1倍。)

通过对“镁与水反应”的实验改进 ,可以使学生更新镁与水反应的认识 :镁容易跟冷水反应 (不是不跟冷水反应),更容易跟热水反应。只因通常情况下,不论是镁在空气中生成氧化膜(碱式碳酸盐),还是镁在水中形成的氢氧化镁薄膜,都阻止了镁与水的相互作用,使反应不能持续下去,表现了镁对水的稳定性。如果这种保护膜一旦被破坏,镁跟水的反应还是相当快的。实验证明,镁不失为是一种活泼金属。这样可以让学生充分地理解镁与水反应时的内外因关系,增强学生对反应本质的认识。

三、感慨

1、镁跟水的反应,一个很简单的实验,很多老师上课的时候是没做的,而做的人,很多做出来是镁跟水常温下不反应,甚至网上看到的一些视频也是镁跟冷水不反应。文献不只一个人报道这个实验的不合理,自己做出来的现象也是这样,希望其它老师也能亲自做下这个实验,再次验证下,镁与水的反应。

2、铝跟水、酸的反应也要考虑除去表面氧化膜,但刚好现象受少量氧化膜的影响结论推出不会太大。文献一般是对的,但做了铝跟水加热的反应,滴酚酞后,溶液微红,而《对镁、铝与水反应的研究》这篇中却是不会使酸碱指示剂变红,又开始矛盾。对错,可能需要大家一起来验证。

3、这个实验是否有必要花这么多时间呢?这节的实验,应该很多人是没做的,而课照样上。高考,这种问题,应该不是不会去考到,那么自己傻傻地又花了那么多时间,值吗?在实验室通风较差的情况下,我的原则是尽量不进实验室,我这样不知道是否会被资深老的老师们骂,但这是心里话。

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