某小組通過分析鎂與酸反應時pH的變化，探究鎂與醋酸溶液反應的實質。
【實驗】在常溫水浴條件下，進行實驗Ⅰ～Ⅲ，記錄生成氣體體積和溶液pH的變化：
Ⅰ．取0.1g光亮的鎂屑（過量）放入10mL 0.10mol?L^-1HCl溶液中。
Ⅱ．取0.1g光亮的鎂屑放入10mL 0.10mol?L^-1CH₃COOH溶液（pH=2.9）中。
Ⅲ．取0.1g光亮的鎂屑放入10mL pH=2.9 HCl溶液中。
【數據】

（1）起始階段，Ⅰ中主要反應的離子方程式是

Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑

Mg+2H⁺=Mg²⁺+H₂↑

。
（2）Ⅱ起始溶液中

c

（

C

H

3

COOH

）

c

（

H

+

）

約為

10²

10²

。（選填“1”、“10”或“10²”）。
（3）起始階段，導致Ⅱ、Ⅲ氣體產生速率差異的主要因素不是c（H⁺），實驗證據是

由圖1可知起始階段Ⅱ的速率遠大于Ⅲ，但圖2表明起始階段Ⅱ的pH大于Ⅲ

由圖1可知起始階段Ⅱ的速率遠大于Ⅲ，但圖2表明起始階段Ⅱ的pH大于Ⅲ

。
（4）探究Ⅱ的反應速率大于Ⅲ的原因。
提出假設：CH₃COOH能直接與Mg反應。
進行實驗Ⅳ：

室溫下，將光亮的鎂屑投入冰醋酸中，立即產生氣體

室溫下，將光亮的鎂屑投入冰醋酸中，立即產生氣體

。
得出結論：該假設成立。
（5）探究醋酸溶液中與Mg反應的主要微粒，進行實驗Ⅴ。
與Ⅱ相同的條件和試劑用量，將溶液換成含0.10mol?L^-1的CH₃COOH與0.10mol?L^-1CH₃COONa的混合溶液（pH=4.8），氣體產生速率與Ⅱ對比如表。

a.實驗Ⅴ起始速率	b.實驗Ⅱ起始速率	c.實驗ⅡpH=4.8時速率
2.1mL?min-1	2.3mL?min-1	0.8mL?min-1

對比a～c中的微粒濃度，解釋其a與b、a與c氣體產生速率差異的原因：

a與b對比，c（CH₃COOH）幾乎相同，但b中c（H⁺）約為a的100倍，使速率b＞a；a與c對比，c（H⁺）幾乎相同，但a中c（CH₃COOH）約為c的2倍，使速率a＞c

a與b對比，c（CH₃COOH）幾乎相同，但b中c（H⁺）約為a的100倍，使速率b＞a；a與c對比，c（H⁺）幾乎相同，但a中c（CH₃COOH）約為c的2倍，使速率a＞c

。
（6）綜合以上實驗得出結論：
①鎂與醋酸溶液反應時，CH₃COOH、H⁺、H₂O均能與鎂反應產生氫氣。
②

CH₃COOH是與Mg反應產生氣體的主要微粒

CH₃COOH是與Mg反應產生氣體的主要微粒

。
（7）實驗反思：120min附近，Ⅰ～ⅢpH均基本不變，pH（Ⅰ）≈pH（Ⅱ）＜pH（Ⅲ），解釋其原因：

120min附近，Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH^-（aq）均達到平衡狀態，因此pH基本不變，c（Mg²⁺）Ⅰ≈Ⅱ＞Ⅲ，Ⅰ、Ⅱ中上述平衡相對Ⅲ逆移，c（OH^-）減小，pH減小

120min附近，Mg（OH）₂（s）?Mg²⁺（aq）+2OH^-（aq）均達到平衡狀態，因此pH基本不變，c（Mg²⁺）Ⅰ≈Ⅱ＞Ⅲ，Ⅰ、Ⅱ中上述平衡相對Ⅲ逆移，c（OH^-）減小，pH減小

。