Question

鎂條投入5mL 0.2mol/L CuSO₄溶液中，其表面立即有氣泡產生，周圍有紅色固體出現；片刻后底部又有大量藍色沉淀生成；待較長時間后，若鎂條過量，藍色固體消失，有白色沉淀生成，氣泡繼續(xù)產生，而紅色質量沒有明顯增加．
（1）寫出反應中的全部離子反應方程式：

 

（2）解釋實驗中藍色沉淀消失和白色沉淀生成的原因：

 

．

Answer 1

考點：鎂的化學性質

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：CuSO₄是強酸弱堿鹽，水解顯酸性；銅元素在金屬活動性順序表中排在鎂之后，能被鎂置換出；銅離子是弱堿陽離子，在酸性較弱的環(huán)境中水解完全；當鎂條過量時，Mg²⁺的大量存在影響到了Cu（OH）₂的溶解平衡，導致Cu（OH）₂的溶解，并產生Mg（OH）₂沉淀；后金屬鎂繼續(xù)與H⁺反應生成氫氣，據此來寫出離子方程式．

解答： 解：CuSO₄是強酸弱堿鹽，水解顯酸性，故鎂條先與H⁺反應生成氫氣，離子方程式為：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；隨著反應的進行，H⁺濃度減小，由于銅元素在金屬活動性順序表中排在鎂之后，能被鎂置換出，故此時會發(fā)生鎂與CuSO₄的置換反應，離子方程式為：Mg+Cu²⁺=Mg²⁺+Cu；銅離子是弱堿陽離子，當PH＞4.7時，Cu²⁺開始水解生成Cu（OH）₂藍色沉淀，離子方程式：Cu²⁺+2H₂O=Cu（OH）₂+2H⁺；Cu（OH）₂存在溶解平衡：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），當鎂條過量時，Mg²⁺的大量存在，使Cu（OH）₂的溶解平衡向右移，生成了Cu²⁺和Mg（OH）₂白色沉淀，導致了Cu（OH）₂的溶解：Mg²⁺+Cu（OH）₂=Cu²⁺+Mg（OH）₂↓；由于產生了Cu²⁺，水解顯酸性，故鎂條能繼續(xù)與Cu²⁺+水解產生的H⁺反應生成氫氣．
（1）發(fā)生反應的離子方程式有：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；Mg+Cu²⁺=Mg²⁺+Cu；Cu²⁺+2H₂O=Cu（OH）₂+2H⁺；：Mg²⁺+Cu（OH）₂=Cu²⁺+Mg（OH）₂↓；
故答案為：Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑；Mg+Cu²⁺=Mg²⁺+Cu；Cu²⁺+2H₂O=Cu（OH）₂+2H⁺；Mg²⁺+Cu（OH）₂=Cu²⁺+Mg（OH）₂↓；
（2）藍色沉淀消失和白色沉淀生成的原因是：Cu（OH）₂存在溶解平衡：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），當鎂條過量時，Mg²⁺的大量存在，使Cu（OH）₂的溶解平衡向右移，生成了Cu²⁺和Mg（OH）₂白色沉淀，導致了藍色Cu（OH）₂的溶解和白色Mg（OH）₂沉淀的生成．
故答案為：Cu（OH）₂存在溶解平衡：Cu（OH）₂（s）?Cu²⁺（aq）+2OH^-（aq），當鎂條過量時，Mg²⁺的大量存在，使Cu（OH）₂的溶解平衡向右移，生成了Cu²⁺和Mg（OH）₂白色沉淀，導致了藍色Cu（OH）₂的溶解和白色Mg（OH）₂沉淀的生成．

點評：本題考查了鹽類的水解、溶解平衡與金屬之間的置換反應，根據現象來分析反應，難度較大．