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 |
| ① |
Mg +
2H+=Mg2+ + H
2（碱性条件下的平衡常数） |
k①=1X1063.2 |
| ② |
H+
+CO32=
HCO3- |
k②=5.61X 10-11 |
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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】
| ③ |
Mg(OH )2=
Mg2++2OH- |
k③=5.6X
10-12 |
| ④ |
Mg CO3
-=
Mg2++CO32 |
k④=2.24X
10-11 |
| ⑤ |
H2O=H+
+OH- |
KW=1X
10-14/55.6 |
Ø
总反应：
2Mg+ 2HCO3-+H2O =Mg(OH)2·Mg CO3+2H2+CO32-
因为总反应=①´2-②´2-③-④ +⑤´2
所以总反应的平衡常数K= ｛k①÷（k ②2´k③ ´k④）｝´ KW2≈2.03×1073
（因为k①是标准的氧化还原反应常数，无需平方）
说明：
u
u
u
u
Ø
假设平衡后，溶液中的C（CO32-）= C（HCO3-）= C（OH-）=1molL-1
则：Eθ(MgCO3)/Mg) =Eθ(Mg2+/ Mg) + (0.0592÷2) lg c(Mg2+)
Eθ(Mg(OH)2)/Mg) =Eθ(Mg2+/ Mg) + (0.0592÷2)lg c(Mg2+)
Eθ(HCO3-/H2) =Eθ(H+/ H2) + (0.0592÷2)lg c2(H+)
Eθ电池=（-0.606）-（-2.696）=2.09
因为
所以Kθ=1070.6=3.98´1070
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)2·Mg CO3是否是最后的产物有待证明。因此写成nMg(OH)2·mMg 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[xMgCO3·yMg(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Ⅱ |
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Ⅲ |
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Ⅳ |
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 |
称取实验Ⅰ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）①氢气
（3）2MgCO3·Mg(OH)2
（4）NaHCO3溶液中存在如下平衡：HCO3-