Question

【题目】以下是甲、乙两同学对有关镁与盐酸反应的系列研究．

研究一：镁与盐酸反应过程中的能量变化以及反应速率的变化：

反应中试管外壁发烫，说明镁与稀盐酸反应是________反应（填“吸热”或“放热”）．

实验测得镁片产生气体的速率与时间的关系如图所示，则时间内反应速率逐渐加快的主要原因是________．

研究二：反应后所得溶液的酸碱性探究：

甲同学反应后用试纸测定试管中溶液的酸碱性，发现小于，说明甲同学所得溶液呈________性（选填“酸”“碱”或“中”）．

甲同学：猜想：稀盐酸过量，使溶液小于；猜想：氯化镁溶液小于．为验证猜想，甲同学需测定________溶液的酸碱性，实验表明该溶液显弱酸性．

乙同学重复甲同学实验时，发现反应后所得试管中溶液大于．发现实验与甲同学实验不同的是，反应后的试管中镁条有剩余．乙同学猜想可能是镁与热水反应生成了碱性物质．乙同学为验证猜想，在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过的镁条，观察到溶液很快变为红色，同时还观察到镁条表面有气体生成，收集并点燃该气体，发现能燃烧，请根据实验现象写出镁与水反应的化学反应方程式________．

金属氯化物溶液值大小与金属的活动性有关，如氯化钠溶液显中性，氯化镁溶液显弱酸性，则氯化钾溶液显________性．

活泼金属能与水在一定条件下反应．实验发现钠与冷水剧烈反应，产生大量的气体．由此可见金属与水反应与金属的活动性顺序________（填“有关”或“无关”）．

研究三：金属活动性强弱与原子结构的关系：

如图为镁原子、钙原子和钡原子结构示意图．已知其中的活动性最强，据此推测，金属的活动性除与原子的最外层电子数有关，还与________有关．

研究四：确定镁条的成分：

称取表面被氧化的镁条，放入稀盐酸中恰好完全反应，生成气体．求：

此镁条中金属镁的质量．________（写出计算过程）

反应后所得溶液中溶质的质量分数________．（计算结果保留一位小数）

Answer 1

【答案】放热 镁与稀盐酸反应放热，加快反应速率 酸性 氯化镁 Mg+2H2O Mg（OH）2+H2↑ 中 有关 电子层数 此镁条中金属镁的质量为

【解析】

研究一：

（1）反应中试管外壁发烫，说明是放热反应；

（2）化学反应速率与温度有关，温度越高，化学反应速率越快，t1～t2时间内，镁与盐酸反应放热，温度越高反应速度越快；

研究二、发现问题：依据酸碱性溶液pH的大小进行分析判断；

（3）pH小于7的溶液呈酸性，所以该溶液显酸性；

实验思考：要确定反应后溶液的酸碱性，因溶液中均含有氯化镁，因此甲乙两同学都必须测氯化镁溶液的酸碱性；

（4）在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过的镁条，观察到溶液很快变为红色，说明生成了碱性物质，同时还观察到镁条表面有气体生成，收集并点燃该气体，发现能燃烧说明生成了可燃性气体，根据质量守恒定律中反应前后元素的种类不变，可知该反应的产物是氢氧化镁和氢气，其方程式为：Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑；

拓展延伸：

（5）氯化钠溶液显中性，氯化镁溶液显弱酸性，钾的活动性比钠要强，所以氯化钾的溶液呈中性；

（6）依据钠与水反应不需要加热，而镁与水反应需要加热可知：金属与水的反应与金属活动性顺序有关；

研究三：

（7）从粒子结构示意图分析可知三种金属元素的最外层电子数均为2，由所学可知钙的活动性强于镁，从而说明最外层电子数相同时，电子层数越多其活动性越强，故可判断三种金属中钡的活动性最强；研究四：设镁的质量为x，镁与盐酸反应生成氯化镁的质量为y

x=2.4g

y=9.5g

（8）设氧化镁与盐酸反应生成氯化镁的质量为Z，氧化镁的质量为3.2g-2.4g=0.8g，由上（7）可知y=9.5g

z=1.9g
所得溶液的溶质质量分数= ×100%=11.1%
答：（7）镁的质量为2.4g，（8）所得溶液的溶质质量分数为11.1%