Question

（13分）化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，通過一年的學習，相信你的實驗能力一定有了很大提高，請你一同參與回答以下問題。
（一）某實驗小組設(shè)計了下圖所示的實驗裝置。

⑴ 寫出儀器A的名稱           
⑵ 甲同學認為打開K₁、關(guān)閉K₂時，利用I、Ⅱ裝置，可以制取并收集氧氣，該化學反應(yīng)方程式為 ：                                           。
⑶乙同學認為利用Ⅰ、Ⅲ裝置可以測定空氣中氧氣的含量。關(guān)閉K、K₁、K₂，用凸透鏡引燃B中的白磷，待冷卻后打開K₂，整個實驗過程中能觀察到的現(xiàn)象是：①                     ；②                      。
⑷ 丙同學認為可以利用Ⅰ、Ⅲ裝置驗證二氧化碳能與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)。他在廣口瓶B中預先收集滿二氧化碳氣體，在儀器A中盛放氫氧化鈉濃溶液，燒杯中盛放稀鹽酸， K₁關(guān)閉、K₂打開，然后打開K將氫氧化鈉濃溶液滴入廣口瓶中，關(guān)閉K，依據(jù)            現(xiàn)象，可以證明二氧化碳能與氫氧化鈉溶液發(fā)生化學反應(yīng)。
（二）甲、乙兩同學對有關(guān)鎂與鹽酸的反應(yīng)進行了系列研究（如圖）

探究一：鎂與鹽酸反應(yīng)過程中的能量變化以及反應(yīng)速率的變化：`
⑴實驗時需將鎂條進行打磨，其目的是                       。
⑵反應(yīng)中試管外壁發(fā)燙，說明鎂與稀鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，化學方程式為                                       。
⑶實驗測得鎂片產(chǎn)生氣體的速率(v)與時間(t)的關(guān)系如圖所示，你認為在t₁～t₂時間內(nèi)反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是：                                   。

探究二：.反應(yīng)后所得溶液的酸堿性探究
【發(fā)現(xiàn)問題】
⑴反應(yīng)后甲同學用pH試紙測定試管中溶液的酸堿性，發(fā)現(xiàn)pH小于7，說明甲同學所得溶液呈    性，（選填“酸”“堿”或“中”）。
⑵反應(yīng)后乙同學的試管中鎂條有剩余，向試液中滴入兩滴酚酞溶液，溶液變紅。
【查閱資料】氫氧化鎂微溶于熱水，且溶解度隨溫度升高而增大。
【提出猜想】
甲同學：猜想Ⅰ：稀鹽酸過量，使溶液pH小于7；
猜想Ⅱ：氯化鎂溶液pH小于7。
乙同學：猜想Ⅰ：氯化鎂溶液呈堿性使酚酞變成紅色；
猜想Ⅱ：鎂與熱水反應(yīng)后生成堿使酚酞變紅色。
【實驗與思考】
⑴為驗證猜想，甲、乙兩同學均需測定____溶液的酸堿性，實驗表明該溶液顯弱酸性。
⑵乙同學為驗證猜想Ⅱ，在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條，觀察到溶液很快變?yōu)榧t色，同時還觀察到鎂條表面有氣泡產(chǎn)生，收集并點燃該氣體，發(fā)現(xiàn)氣體能燃燒，請根據(jù)以上現(xiàn)象寫出鎂與熱水反應(yīng)的化學方程式           ；
⑶乙同學在進行上述猜想Ⅱ的探究時，發(fā)現(xiàn)實驗一段時間后，酚酞的紅色總是會逐漸消失，于是他猜想可能是鎂與熱水反應(yīng)后生成的堿逐漸被空氣中的二氧化碳反應(yīng)掉了，但甲同學猜想可能是水溫逐漸降低，導致                        ，請你設(shè)計一個簡單的實驗方案驗證甲或乙的猜想是否成立 (寫出相應(yīng)的操作、現(xiàn)象和結(jié)論)：                                                 。
【結(jié)論】
鎂與稀鹽酸反應(yīng)，若鎂反應(yīng)完全后所得溶液顯酸性，若鎂過量時所得溶液顯堿性。

Answer 1

（一） ⑴分液漏斗 ⑵2H₂O₂ 2H₂O+ O₂↑ ⑶ ①白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放熱；②待冷卻后打開K₂，Ⅲ中的水倒流入Ⅰ中約占瓶內(nèi)氣體體積的1/5（必答加點字的含義，方可得分） ⑷ Ⅲ中稀鹽酸倒流入Ⅰ中，并有氣泡產(chǎn)生（答全方可給分）
（二）探究一：⑴除去金屬表面的氧化物  ⑵ Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑
(3)鎂與鹽酸反應(yīng)放熱，溫度越高，反應(yīng)速率越快。
探究二：【發(fā)現(xiàn)問題】 （1）酸
【實驗與思考】⑴氯化鎂 （2）Mg+2H₂O Mg(OH)₂+H₂↑
⑶Mg(OH)₂的溶解度減小而析出沉淀
⑷方案一：將褪色后的溶液加熱，若溶液又變紅，則是由于溫度降低導致Mg(OH)₂的溶解度減小。
方案二：在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條后，立即滴入適量的植物油進行液封，使溶液與空氣隔絕，若冷卻后紅色依然褪去，則是由于溫度降低導致Mg(OH)₂的溶解度減小。

（一）（1）由于頸部帶有活塞所以是分液漏斗。（2）裝置I為固液反應(yīng)制氣裝置，故應(yīng)選擇過氧化氫溶液和MnO₂制取氧氣，化學方程式為2H₂O₂ 2H₂O+ O₂↑。（3）利用白磷燃燒測定空氣中氧氣的體積含量實驗現(xiàn)象為①白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放熱；②待冷卻后打開K₂，Ⅲ中的水倒流入Ⅰ中約占瓶內(nèi)氣體體積的1/5。（4）CO₂與NaOH反應(yīng)CO₂+2NaOH==Na₂CO₃+H₂O，會導致裝置Ⅰ中氣壓降低，Ⅲ中稀鹽酸倒流入Ⅰ中，Na₂CO₃+2HCl==2NaCl+H₂O+CO₂↑，又會產(chǎn)生氣體，使裝置中的氣壓上升，所以就會露出，進入裝置Ⅲ中，可以看到有氣泡產(chǎn)生。
（二）探究一：⑴用砂紙打磨鎂條除去金屬表面的氧化物  ⑵鎂與鹽酸反應(yīng)的化學方程式為 Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑（3）在t₁～t₂時間內(nèi)反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是鎂與鹽酸反應(yīng)放熱，溫度越高，反應(yīng)速率越快。
探究二：【發(fā)現(xiàn)問題】 （1）溶液PH<7說明呈酸性；
【實驗與思考】⑴由甲、乙同學提出猜想可以看出，都需測定氯化鎂溶液的酸堿性；（2） 溶液中酚酞變紅說明溶液呈堿性，生成氣體并且能夠燃燒，由根據(jù)質(zhì)量守恒定律可推斷出該氣體為H₂，方程式為Mg+2H₂O Mg(OH)₂+H₂↑；（3）甲同學猜想可能是水溫逐漸降低，導致Mg(OH)₂的溶解度減小而析出沉淀，堿性減弱，酚酞顏色逐漸消失；（4）方案一：將褪色后的溶液加熱，若溶液又變紅，則是由于溫度降低導致Mg(OH)₂的溶解度減小。
方案二：在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條后，立即滴入適量的植物油進行液封，使溶液與空氣隔絕，若冷卻后紅色依然褪去，則是由于溫度降低導致Mg(OH)₂的溶解度減小。