以下是甲、乙兩同學(xué)對有關(guān)鎂與鹽酸反應(yīng)的系列研究

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

(1) 反應(yīng)中試管外壁發(fā)燙，說明鎂與稀鹽酸反應(yīng)是       反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）。

（2）實(shí)驗(yàn)測得鎂片產(chǎn)生氣體的速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系如下圖所示，

則t₁～t₂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：

【發(fā)現(xiàn)問題】

（1）反應(yīng)后甲同學(xué)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(xué)所得溶液呈        性（選填“酸”“堿”或“中”）。

（2）反應(yīng)后乙同學(xué)的試管中鎂條有剩余，向試液中滴入兩滴酚酞溶液，振蕩顯紅色，說明乙同學(xué)所得溶液呈堿性。對此現(xiàn)象，乙同學(xué)重復(fù)如上實(shí)驗(yàn)，得到同樣結(jié)果。

【提出猜想】

甲同學(xué)：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(xué)：猜想Ⅰ：氯化鎂溶液使酚酞變紅色；  猜想Ⅱ：鎂與熱水反應(yīng)使酚酞變紅色。

【實(shí)驗(yàn)與思考】

為驗(yàn)證猜想，甲、乙兩同學(xué)均需測定________溶液的酸堿性，實(shí)驗(yàn)表明該溶液顯弱酸性。

乙同學(xué)為完成猜想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(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，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫出鎂與水反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式                                。

【結(jié)論】

鎂與稀鹽酸反應(yīng)，鎂反應(yīng)完全后所得溶液顯酸性；

鎂與稀鹽酸反應(yīng)，鎂過量時(shí)所得溶液顯堿性。

【拓展與延伸】

（1）金屬氯化物的水溶液可能顯中性或弱酸性，與金屬的活動性順序有關(guān)，如氯化鈉溶液顯中性，氯化鎂溶液顯弱酸性，氯化鉀溶液顯________性。

（2）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。由此可見金屬與水反應(yīng)與金屬的活動性順序_________（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。

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

下圖為鎂原子、鈣原子和鋇原子結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)此推測，這三種金屬的活動性最強(qiáng)的是

__________________。

Mg                 Ca                             Ba

研究四：確定鎂條的成分：

①稱取3.2g表面被氧化的鎂條, 放入100g稀鹽酸中恰好完全反應(yīng)，生成氣體0.2g。求：

此鎂條中金屬鎂的質(zhì)量。（寫出計(jì)算過程）

②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)）

【解析】研究一依據(jù)反應(yīng)時(shí)溫度的變化分析反應(yīng)時(shí)能量的問題

研究二、

發(fā)現(xiàn)問題：依據(jù)酸堿性溶液pH的大小進(jìn)行分析判斷；

實(shí)驗(yàn)思考：根據(jù)甲乙同學(xué)的不同猜想分析兩人必做的實(shí)驗(yàn)操作，以據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象結(jié)合質(zhì)量守恒定律的有關(guān)應(yīng)用對化學(xué)方程式進(jìn)行書寫即可；

拓展延伸：（1）依據(jù)題目中有關(guān)的信息對相關(guān)物質(zhì)的溶液酸堿性進(jìn)行判斷即可；

（2）根據(jù)活潑金屬與水反應(yīng)的條件分析即可；

研究三、根據(jù)鈉鎂活動性強(qiáng)弱的關(guān)系分析三種金屬中活動性最強(qiáng)的物質(zhì)即可．；

研究四①鎂條表面被氧化生成MgO，它與硫酸反應(yīng)不生成氫氣．只有其中的鎂單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)生成氫氣．利用鎂單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和生成氫氣的質(zhì)量，列出比例式，就可計(jì)算出鎂單質(zhì)的質(zhì)量和反應(yīng)生成的氯化鎂的質(zhì)量，

②利用氧化鎂與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和氧化鎂的質(zhì)量，列出比例式，就可計(jì)算出與氧化鎂反應(yīng)生成的氯化鎂的質(zhì)量進(jìn)行解答

 

以下是甲、乙兩同學(xué)對有關(guān)鎂與鹽酸反應(yīng)的系列研究研究一：鎂與鹽酸反應(yīng)過程中的能量變化以及反應(yīng)速率的變化：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需將鎂條進(jìn)行打磨，其目的是                。

(2) 反應(yīng)中試管外壁發(fā)燙，說明鎂與稀鹽酸反應(yīng)是       反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”），化學(xué)方程式為        

（3）實(shí)驗(yàn)測得鎂片產(chǎn)生氣體的速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示，則t₁～t₂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

【發(fā)現(xiàn)問題】

（1）反應(yīng)后甲同學(xué)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(xué)所得溶液呈        性，（選填“酸”“堿”或“中”）。

（2）反應(yīng)后乙同學(xué)的試管中鎂條有剩余，向試液中滴入兩滴酚酞溶液，振蕩顯紅色，說明乙同學(xué)所得溶液呈     性。對此現(xiàn)象，乙同學(xué)重復(fù)如上實(shí)驗(yàn)，得到同樣結(jié)果。

【提出猜想】

甲同學(xué)：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(xué)：猜想Ⅰ：氯化鎂溶液使酚酞變紅色；  猜想Ⅱ：鎂與熱水反應(yīng)使酚酞變紅色。

【實(shí)驗(yàn)與思考】

為驗(yàn)證猜想，甲、乙兩同學(xué)均需測定________溶液的酸堿性，實(shí)驗(yàn)表明該溶液顯弱酸性。

乙同學(xué)為完成猜想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(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，請根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫出鎂與水反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式                         。

【結(jié)論】

鎂與稀鹽酸反應(yīng)，鎂反應(yīng)完全后所得溶液顯酸性；

鎂與稀鹽酸反應(yīng)，鎂過量時(shí)所得溶液顯堿性。

【拓展與延伸】

（1）金屬氯化物的水溶液可能顯中性或弱酸性；與金屬的活動性順序有關(guān)，如氯化鈉溶液顯中性，氯化鎂溶液顯弱酸性，氯化鉀溶液顯________性。

（2）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。由此可見金屬與水反應(yīng)與金屬的活動性順序_______（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。

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

下圖為鎂原子、鈣原子和鋇離子結(jié)構(gòu)示意圖，據(jù)此推測，這三種金屬的活動性最強(qiáng)的是

__________________。

【解析】研究一、

（1）依據(jù)鎂的化學(xué)性質(zhì)較活潑易形成氧化鎂保護(hù)膜進(jìn)行分析；

（2）依據(jù)反應(yīng)時(shí)溫度的變化分析反應(yīng)時(shí)能量的問題，依據(jù)鎂與鹽酸反應(yīng)會生成氫氣及氯化鎂書寫方程式；

研究二、

發(fā)現(xiàn)問題：依據(jù)酸堿性溶液pH的大小進(jìn)行分析判斷；

實(shí)驗(yàn)思考：根據(jù)甲乙同學(xué)的不同猜想分析兩人必做的實(shí)驗(yàn)操作，以據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象結(jié)合質(zhì)量守恒定律的有關(guān)應(yīng)用對化學(xué)方程式進(jìn)行書寫即可；

拓展延伸：（1）依據(jù)題目中有關(guān)的信息對相關(guān)物質(zhì)的溶液酸堿性進(jìn)行判斷即可；

（2）根據(jù)活潑金屬與水反應(yīng)的條件分析即可；

研究三、根據(jù)鈉鎂活動性強(qiáng)弱的關(guān)系分析三種金屬中活動性最強(qiáng)的物質(zhì)即可．