Question

【題目】以下是甲、乙兩同學(xué)對(duì)有關(guān)鎂與鹽酸反應(yīng)的系列研究．

研究一：鎂與鹽酸反應(yīng)過(guò)程中的能量變化以及反應(yīng)速率的變化：

反應(yīng)中試管外壁發(fā)燙，說(shuō)明鎂與稀鹽酸反應(yīng)是________反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．

實(shí)驗(yàn)測(cè)得鎂片產(chǎn)生氣體的速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，則時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是________．

研究二：反應(yīng)后所得溶液的酸堿性探究：

甲同學(xué)反應(yīng)后用試紙測(cè)定試管中溶液的酸堿性，發(fā)現(xiàn)小于，說(shuō)明甲同學(xué)所得溶液呈________性（選填“酸”“堿”或“中”）．

甲同學(xué)：猜想：稀鹽酸過(guò)量，使溶液小于；猜想：氯化鎂溶液小于．為驗(yàn)證猜想，甲同學(xué)需測(cè)定________溶液的酸堿性，實(shí)驗(yàn)表明該溶液顯弱酸性．

乙同學(xué)重復(fù)甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后所得試管中溶液大于．發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)不同的是，反應(yīng)后的試管中鎂條有剩余．乙同學(xué)猜想可能是鎂與熱水反應(yīng)生成了堿性物質(zhì)．乙同學(xué)為驗(yàn)證猜想，在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過(guò)的鎂條，觀察到溶液很快變?yōu)榧t色，同時(shí)還觀察到鎂條表面有氣體生成，收集并點(diǎn)燃該氣體，發(fā)現(xiàn)能燃燒，請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫(xiě)出鎂與水反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式________．

金屬氯化物溶液值大小與金屬的活動(dòng)性有關(guān)，如氯化鈉溶液顯中性，氯化鎂溶液顯弱酸性，則氯化鉀溶液顯________性．

活潑金屬能與水在一定條件下反應(yīng)．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鈉與冷水劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氣體．由此可見(jiàn)金屬與水反應(yīng)與金屬的活動(dòng)性順序________（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．

研究三：金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系：

如圖為鎂原子、鈣原子和鋇原子結(jié)構(gòu)示意圖．已知其中的活動(dòng)性最強(qiáng)，據(jù)此推測(cè)，金屬的活動(dòng)性除與原子的最外層電子數(shù)有關(guān)，還與________有關(guān)．

研究四：確定鎂條的成分：

稱取表面被氧化的鎂條，放入稀鹽酸中恰好完全反應(yīng)，生成氣體．求：

此鎂條中金屬鎂的質(zhì)量．________（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________．（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

【答案】放熱 鎂與稀鹽酸反應(yīng)放熱，加快反應(yīng)速率 酸性 氯化鎂 Mg+2H2O Mg（OH）2+H2↑ 中 有關(guān) 電子層數(shù) 此鎂條中金屬鎂的質(zhì)量為

【解析】

研究一：

（1）反應(yīng)中試管外壁發(fā)燙，說(shuō)明是放熱反應(yīng)；

（2）化學(xué)反應(yīng)速率與溫度有關(guān)，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，t1～t2時(shí)間內(nèi)，鎂與鹽酸反應(yīng)放熱，溫度越高反應(yīng)速度越快；

研究二、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：依據(jù)酸堿性溶液pH的大小進(jìn)行分析判斷；

（3）pH小于7的溶液呈酸性，所以該溶液顯酸性；

實(shí)驗(yàn)思考：要確定反應(yīng)后溶液的酸堿性，因溶液中均含有氯化鎂，因此甲乙兩同學(xué)都必須測(cè)氯化鎂溶液的酸堿性；

（4）在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過(guò)的鎂條，觀察到溶液很快變?yōu)榧t色，說(shuō)明生成了堿性物質(zhì)，同時(shí)還觀察到鎂條表面有氣體生成，收集并點(diǎn)燃該氣體，發(fā)現(xiàn)能燃燒說(shuō)明生成了可燃性氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律中反應(yīng)前后元素的種類不變，可知該反應(yīng)的產(chǎn)物是氫氧化鎂和氫氣，其方程式為：Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑；

拓展延伸：

（5）氯化鈉溶液顯中性，氯化鎂溶液顯弱酸性，鉀的活動(dòng)性比鈉要強(qiáng)，所以氯化鉀的溶液呈中性；

（6）依據(jù)鈉與水反應(yīng)不需要加熱，而鎂與水反應(yīng)需要加熱可知：金屬與水的反應(yīng)與金屬活動(dòng)性順序有關(guān)；

研究三：

（7）從粒子結(jié)構(gòu)示意圖分析可知三種金屬元素的最外層電子數(shù)均為2，由所學(xué)可知鈣的活動(dòng)性強(qiáng)于鎂，從而說(shuō)明最外層電子數(shù)相同時(shí)，電子層數(shù)越多其活動(dòng)性越強(qiáng)，故可判斷三種金屬中鋇的活動(dòng)性最強(qiáng)；研究四：設(shè)鎂的質(zhì)量為x，鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂的質(zhì)量為y

x=2.4g

y=9.5g

（8）設(shè)氧化鎂與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂的質(zhì)量為Z，氧化鎂的質(zhì)量為3.2g-2.4g=0.8g，由上（7）可知y=9.5g

z=1.9g
所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)= ×100%=11.1%
答：（7）鎂的質(zhì)量為2.4g，（8）所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.1%