2017年安徽省高中化学优质课 《探秘镁与饱和NaHCO3溶液反应的奇特现象》(休宁中学 陈庆中)-上课课件

镁与NaHCO3溶液反应有关产物探究作者：朱建民来源：《科教导刊·电子版》2018年第23期摘要在NaHCO3水溶液中存在多个平衡，且每个平衡之间既相互联系、又相互制约。

镁与NaHCO3溶液反应有气体（H2和少量的CO2）及沉淀（3MgCO3·Mg（OH）2·3H2O）产生，本文就反应产物设计相关实验进行探讨，并对可能的反应原理进行相关分析。

关键词气体沉淀产物平衡移动中图分类号：G633.8 文献标识码：A1问题提出某研究性学习小组做实验时偶然发现，表面擦去氧化膜的镁片可与NaHCO3溶液反应产生大量气体和白色不溶物。

该小组同学通过如下实验，验证产物并探究反应原理。

实验①：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛适量滴有酚酞试液的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液的浅红色加深。

1.1定性实验（1）气体的检验。

实验②：将实验①中收集到的气体点燃，发现气体安静燃烧，火焰呈淡蓝色。

则气体为：氢气（或H2）。

1.2定量实验（2）为进一步确定实验I的白色不溶物的成分，进行以下定实验：称取干燥、纯净的白色不溶物 7.36 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。

实验后装置A增重0.72g，装置B增重2.64 g。

白色不溶物的化学式为2Mg（OH）2·3MgCO3或Mg5（OH）4（CO3）3。

（3）写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式：5Mg+6NaHCO3+4H2O= 2Mg（OH）2·3MgCO3↓+3Na2CO3 +5H2↑。

1.3反应原理分析（4）NaHCO3溶液中存在如下电离平衡：H2O H++ OH-、HCO3- H ++CO32-，请从平衡移动角度分析实验①产生大量气体和白色不溶物的原因：Mg和H+反应生成H2和Mg2+，Mg2+跟OH-、CO32-结合生成沉淀，则H+、OH-、CO32-的浓度均降低，上述平衡均向右移动。

镁与碳酸氢钠溶液反应初探作者：吴文中来源：《化学教与学》2014年第10期摘要：一次偶然的学生实验发现金属镁能和碳酸氢钠溶液反应，原因何在？文章从化学热力学、动力学两方面研究表明：碳酸氢根离子对氢氧化镁保护膜的破坏及碳酸氢钠溶液的缓冲溶液的特征保证了镁和碳酸氢钠溶液反应的可持续发生。

关键词：镁；碳酸氢钠；保护膜；动力学机理文章编号：1008-0546（2014）10-0081-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B段昌平[1]的论文中提到：实验中有一学生从实验老师那里要来镁片，用砂纸擦去其表面氧化膜后，分别加入浓度均为1.0 mol/L的氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠3种溶液，惊讶地发现，镁片竟在碳酸氢钠溶液中迅速反应，产生大量气泡。

学者周星[2]等关于低温镁/水反应特征及反应动力学中阐述了镁/水反应的动力学特征以及铵根离子离子对低温镁/水反应的催化作用机理，该机理对解释镁为什么能与碳酸氢钠溶液发生具有借鉴作用。

本文以镁与水反应为研究对象，讨论添加剂（硫酸、氯化铵、碳酸氢钠溶液）都能加快镁与水反应的化学热力学、动力学原因后，认为碳酸氢根离子破坏了金属镁表面的氢氧化镁是镁和碳酸氢钠溶液能发生反应的主要原因。

一、问题的提出显然，吸附在金属表面的氢氧化镁可以溶解在碳酸氢钠溶液中，最后和碳酸氢钠溶液中碳酸根离子或氢氧根离子发生沉淀反应得到氢氧化镁和碳酸镁混合物。

对于反应（3），依据溶度积规则，该反应的反应商为：Qc=碳酸氢根离子浓度越大，Qc 越小，则该反应程度越大。

碰巧的是，碳酸氢钠溶液本身是一个缓冲溶液[4]，碳酸氢钠溶液浓度在不太小的情况下，其pH始终在8.31左右，从而保证了H+一定的氧化性，使镁和NaHCO3溶液持续不断地发生反应得到氢气。

2. 实验验证用砂纸擦去镁片表面的氧化膜后，分别加入浓度均1.0mol/L的碳酸钠和碳酸氢钠两种溶液中发现，镁片在碳酸氢钠溶液中迅速反应，产生大量气泡并有白色不溶物产生。

镁与碳酸氢钠反应镁是一种重要的化学元素，具有许多工业应用，如紧固件、电气电子设备、火药、航空航天等等。

碳酸氢钠（简称氢氧化钠）也是一种重要的化学物质，主要用于食物防腐剂、清洁剂、生物抗性物质、烟草调味剂等。

本文将介绍镁与碳酸氢钠的反应以及这一反应的化学性质。

镁与碳酸氢钠反应是一种发生于液态镁和氢氧化钠溶液中的反应。

实验表明，当镁块放入饱和氢氧化钠溶液中时，发生光辉的明显气泡反应。

气泡产生的状态下，可以看到灰白色的沉淀物在镁块上形成。

在实验条件下，镁和碳酸氢钠反应的化学方程式为：Mg（s）+2NaHCO3（aq）→MgCO3（s）+2NaOH（aq）+H2O（l）+CO2（g）。

由此可以看出，镁反应生成的碳酸镁沉淀物经过精炼分离，可以在金属行业中用作合金、电池、涂料等原料，具有重要的实用价值。

涉及到镁和氢氧化钠反应的另一个重要的概念是反应的活化能。

反应的活化能指的是反应的反应速率，更高的活化能意味着反应速率更快。

实验结果表明，当温度和压力均相同时，活化能越高，反应速率就越快；而当温度和压力均不同时，反应活化能才会有所不同，反应速率也会有所不同。

另外，镁与碳酸氢钠反应还可以用来制备游离氢氧化钠。

这种反应实际上是一种电化学还原反应，通常这种反应用一个名为氢氧化钠电池来实现。

在这种反应中，氢氧化钠与镁膜之间形成阴阳电极。

当电流经过电极时，氢氧化钠产生游离离子，产物是氢氧化钠溶液和镁熔渣。

通过上述介绍，我们可以得出结论，镁与碳酸氢钠反应是一种重要的反应，具有不可忽视的化学价值。

它可以用来生产碳酸镁沉淀物，使其成为金属行业的一种原料，也可以用来制备游离氢氧化钠。

未来，随着科技和工业的发展，镁与碳酸氢钠反应可能会变得更加重要，成为社会发展的重要助力。

镁与碳酸氢钠的反应
镁与碳酸氢钠反应是一种表明物质性质的常用实验。

镁是一种无色的金属，它的化学性质在一定的条件下可以反映出来。

当镁与碳酸氢钠反应时，金属镁有两种显著的变化：变银白色和变热。

镁与碳酸氢钠反应需要在实验室使用一些基本工具，例如机制量筒，量杯，烧杯等，以及一种叫做“碳酸氢钠溶液”的有效溶剂。

实验的具体做法是先把量取的镁金属粉末放入一个烧杯中，然后加入碳酸氢钠溶液，用几滴硝酸把镁金属粉末彻底溶解。

镁与碳酸氢钠反应实验的实践表明，当把碳酸氢钠溶液加入到烧杯中的镁金属粉末中时，会出现许多反应物，其中主要包括氢气，碳酸根锰酸根，氯钠等物质，它们都可以看到金属镁从无色变银白色和变热。

在镁与碳酸氢钠反应过程中，金属镁的变银白色，可以通过氢气的放出来去推断，这是因为氢气与金属镁反应生成一种称为镁氢化物的化合物，也就是银色的沉淀。

虽然镁与碳酸氢钠反应结果看似简单，但是它却能很好地反映出金属镁的化学性质。

从这个实验可以看出，金属镁具有加热、发光、发气等特征，它可以与其他物质发生反应，产生新的化合物，这也是化学反应发生的基础原因。