Question

【題目】以下是甲、乙兩同學對有關鎂與鹽酸反應的系列研究．

研究一：鎂與鹽酸反應過程中的能量變化以及反應速率的變化：

反應中試管外壁發燙，說明鎂與稀鹽酸反應是________反應（填“吸熱”或“放熱”）．

實驗測得鎂片產生氣體的速率與時間的關系如圖所示，則時間內反應速率逐漸加快的主要原因是________．

研究二：反應后所得溶液的酸堿性探究：

甲同學反應后用試紙測定試管中溶液的酸堿性，發現小于，說明甲同學所得溶液呈________性（選填“酸”“堿”或“中”）．

甲同學：猜想：稀鹽酸過量，使溶液小于；猜想：氯化鎂溶液小于．為驗證猜想，甲同學需測定________溶液的酸堿性，實驗表明該溶液顯弱酸性．

乙同學重復甲同學實驗時，發現反應后所得試管中溶液大于．發現實驗與甲同學實驗不同的是，反應后的試管中鎂條有剩余．乙同學猜想可能是鎂與熱水反應生成了堿性物質．乙同學為驗證猜想，在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條，觀察到溶液很快變為紅色，同時還觀察到鎂條表面有氣體生成，收集并點燃該氣體，發現能燃燒，請根據實驗現象寫出鎂與水反應的化學反應方程式________．

金屬氯化物溶液值大小與金屬的活動性有關，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．實驗發現鈉與冷水劇烈反應，產生大量的氣體．由此可見金屬與水反應與金屬的活動性順序________（填“有關”或“無關”）．

研究三：金屬活動性強弱與原子結構的關系：

如圖為鎂原子、鈣原子和鋇原子結構示意圖．已知其中的活動性最強，據此推測，金屬的活動性除與原子的最外層電子數有關，還與________有關．

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，生成氣體．求：

此鎂條中金屬鎂的質量．________（寫出計算過程）

反應后所得溶液中溶質的質量分數________．（計算結果保留一位小數）

Answer 1

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

【解析】

研究一：

（1）反應中試管外壁發燙，說明是放熱反應；

（2）化學反應速率與溫度有關，溫度越高，化學反應速率越快，t1～t2時間內，鎂與鹽酸反應放熱，溫度越高反應速度越快；

研究二、發現問題：依據酸堿性溶液pH的大小進行分析判斷；

（3）pH小于7的溶液呈酸性，所以該溶液顯酸性；

實驗思考：要確定反應后溶液的酸堿性，因溶液中均含有氯化鎂，因此甲乙兩同學都必須測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的鎂條，觀察到溶液很快變為紅色，說明生成了堿性物質，同時還觀察到鎂條表面有氣體生成，收集并點燃該氣體，發現能燃燒說明生成了可燃性氣體，根據質量守恒定律中反應前后元素的種類不變，可知該反應的產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，鉀的活動性比鈉要強，所以氯化鉀的溶液呈中性；

（6）依據鈉與水反應不需要加熱，而鎂與水反應需要加熱可知：金屬與水的反應與金屬活動性順序有關；

研究三：

（7）從粒子結構示意圖分析可知三種金屬元素的最外層電子數均為2，由所學可知鈣的活動性強于鎂，從而說明最外層電子數相同時，電子層數越多其活動性越強，故可判斷三種金屬中鋇的活動性最強；研究四：設鎂的質量為x，鎂與鹽酸反應生成氯化鎂的質量為y

x=2.4g

y=9.5g

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

z=1.9g
所得溶液的溶質質量分數= ×100%=11.1%
答：（7）鎂的質量為2.4g，（8）所得溶液的溶質質量分數為11.1%