Question

在学习金属活动性顺序时，老师说：“排在前面的金属能将后面的金属从他们的盐溶液中置换出来，但是K、Ca、Na除外，因为K、Ca、Na能与溶液中的水发生反应”。对这个问题，课外小组的同学很感兴趣，展开了金属与水反应的探究。

探究I： 探究钠、镁能否与水反应

分别将等质量的镁条打磨干净投入25^oC和100^oC的沸水中，观察记录实验现象：

实验序号	①	②	③
实验装置
实验 现象	钠浮在水面上，不断跳动，很快收集到一试管气体，金属钠最后消失	有细小气泡，镁条逐渐变灰黑色，10分钟后无明显变化	有较大气泡冒出，镁条逐渐变灰黑。约5分钟后，无明显现象
向烧杯中滴加酚酞，变红		收集约5mL气体，取出试管，将燃着的木条伸入试管中，有尖锐的爆鸣声

发现问题：镁条为什么不能持续冒出气泡。

查阅资料: Mg(OH)₂难溶于水；NH₄⁺和HCO₃^-可以加快Mg与水反应。

探究II：探究NH₄⁺和HCO₃^-对Mg与水反应是否有促进作用

用探究I与水反应后的Mg条与4种盐溶液进行对比实验，结果如下。

实验序号	a	b	c	d
盐溶液(浓度相同)	NH4Cl	NaHCO3	NaCl	NH4HCO3
溶液起始pH	5.1	8.3	7	7.8
30min时产生气体体积(mL)	1.5	0.7	<0.1	1.4
气体的主要成分	H2
30min时镁条表面情况	大量固体附着(固体可溶于盐酸)

根据以上探究回答下列问题：

(1)钠与水反应后的液体显__________(填“酸性”、“碱性”、“中性”)。

(2)由探究I推出钠具有的一条物理性质是__________。

(3)证明镁条能与水发生反应的证据是__________。

(4)通过以上探究得出Mg与水反应的化学方程式为__________。

(5探究II中能够说明HCO₃^-对Mg与水反应起促进作用的证据是_________。

(6)分析探究全过程，得出影响金属与水反应速率的因素有__________(至少答两点)。

Answer

碱性 钠的密度比水小 用燃着的木条点燃镁与水产生的气体，有尖锐的爆鸣声 Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 实验b和实验c对比，相同时间内b收集到的气体比c多 金属的活动性、温度等

【解析】

（1）钠与水反应后，向溶液中滴加酚酞，观察到溶液变红，则证明溶液显碱性，是无色酚酞试液变红。故答案为：碱性；

（2）根据实验Ⅰ可知，钠块浮在水面上，则证明金属钠的密度小于水。故答案为：钠的密度比水小；

（3）镁和水反应有大量的气泡冒出。收集到该部分气体后，将燃着的小木条伸入试管中，有尖锐的爆鸣声，则可以推测该气体是氢气。而镁、水中均不含有氢气，则证明镁和水发生了化学反应，生成了氢气。故答案为：用燃着的木条点燃镁与水产生的气体，有尖锐的爆鸣声；

（4）根据探究Ⅰ可知，钠与水反应生成了一种碱性物质，镁与水反应生成了氢气，则可以推测出，金属镁和水反应生成了氢气和一种碱性物质。这种碱性物质可能是金属对应的碱，则镁和水反应生成氢氧化镁和氢气。故答案为：Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑；

（5）实验探究Ⅱ中，实验b是NaHCO3，在水溶液中能电离出Na+和HCO3-。实验c是Na+和Cl-。两组实验中，阳离子相同，但是阴离子不同。则根据两组实验30分钟内产生的气体的体积可知，b组产生的氢气比c组产生的氢气要多，则可以判断出碳酸氢根离子对镁与水的反应起促进作用。故答案为：实验b和实验c对比，相同时间内b收集到的气体比c多；

（6）根据实验Ⅰ的①②可知，相同环境，不同活动性的金属反应的现象也不同。根据实验Ⅰ的②③可知，同种金属，不同温度的金属反应现象也不同。故答案为：金属的活动性、温度等。