Question

【題目】某校同學們開展金屬化學性質的實驗探究活動。

（1）某同學設計不同實驗方案，驗證鐵和銅兩種金屬活動性

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①分別取等量的鐵片和銅片于兩試管中，加入等量的稀硫酸	________	鐵比銅活動性強
②________	________

（2）某小組做鎂與稀硫酸反應實驗時，發現該反應很劇烈，還觀察到試管內產生“白霧”，即對“白霧”進行如下探究:反應過程中，“白霧” 產生的原因是________________________。寫出鎂與稀硫酸反應的化學方程式____________________。用燃著的木條放在試管口，可聽到爆鳴聲,但試管沒有爆炸的原因是____________________。

[提出問題]實驗過程中，大家只聽見氫氣燃燒的爆鳴聲而沒有看見火焰，小組討論如何實現氫氣持續地燃燒并看見淡藍色火焰呢?

[查閱資料]水蒸的存在，對氫氣燃燒火焰的傳播有很明顯的阻滯作用，即水蒸氣濃度越高，火焰傳播的速度越慢。

[設計實驗]經老師指導，同學們將實驗進行了改進，如圖所示。

[實驗操作]取0.3 g鎂條放入裝有5.0 g稀硫酸的試管中，將試管放入盛有冷水的錐形瓶中，反應開始后，用燃著的木條點燃試管口的氫氣，觀察到氫氣持續燃燒，火焰呈現淡藍色。

[解釋與反思]①錐形瓶中冷水的作用是__________。

②在實驗冷卻恢復室溫的過程中，同學們還發現鎂條消失一段時間后試管內部產生了白色晶體。對此“意外”的現象，你的解釋是________。請計算此時溶液中溶質的質量分數為________（列出計算式即可）。（室溫下硫酸鎂的溶解度為33.5 g）

Answer 1

【答案】鐵片的表面有氣泡產生，銅片的表面無氣泡產生 取打磨過的鐵片放入適量的硫酸銅溶液中 觀察到鐵片表面有紅色物質析出 鎂和稀硫酸反應放熱，使試管內水汽化成水蒸汽，其遇冷后冷凝成小水珠（ 或水汽化后的水蒸氣冷凝/液化成小水珠等合理答案均可） 試管并未密閉，是敞口的，不會爆炸。（或并不是在密閉、有限的空間或試管是敞口的等合理答案均可） 降溫，使試管中的水蒸氣冷凝（或使水蒸氣轉化為小水珠或降低試管中水蒸氣的濃度等合理答案均可） 一段時間后，溫度降低，硫酸鎂溶解度降低，所以析出白色晶體

【解析】

根據實驗現象，鐵與稀硫酸反應有氣泡產生，而銅沒有明顯現象，說明鐵位于H前，銅位于H后，故鐵的活動性比銅強；還可以設計金屬與另一種金屬鹽溶液反應，觀察是否發生反應來判斷金屬的活動性；故有：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①分別取等量的鐵片和銅片于兩試管中，加入等量的稀硫酸	鐵片的表面有氣泡產生，銅片的表面無氣泡產生	鐵比銅活動性強
②取打磨過的鐵片放人適量的硫酸銅溶液中	觀察到鐵片表面有紅色物質析出

（2）鎂與稀硫酸反應時，反應很劇烈，還觀察到試管內產生“白霧”，反應過程中，“白霧” 產生的原因是：鎂和稀硫酸反應放熱，使試管內水汽化成水蒸汽，其遇冷后冷凝成小水珠（或水汽化后的水蒸氣冷凝/液化成小水珠等合理答案均可）。鎂與稀硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣，反應的化學方程式為。用燃著的木條放在試管口，可聽到爆鳴聲，但試管沒有爆炸的原因是：試管并未密閉，是敞口的，不會爆炸。（或并不是在密閉、有限的空間或試管是敞口的等合理答案均可）。

[解釋與反思]：

①錐形瓶中冷水的作用是：降溫，使試管中的水蒸氣冷凝（或使水蒸氣轉化為小水珠或降低試管中水蒸氣的濃度等合理答案均可）。

②在實驗冷卻恢復室溫的過程中，發現鎂條消失一段時間后試管內部產生了白色晶體，解釋是：一段時間后，溫度降低，硫酸鎂溶解度降低，所以析出白色晶體。室溫下硫酸鎂的溶解度為33.5 g，此時溶液中溶質的質量分數為。