Question

4．小明在網(wǎng)絡(luò)中看到鎂是航空工業(yè)的重要材料，欲通過實(shí)驗(yàn)探究鎂的性質(zhì)．
（1）小明查閱資料得知鎂能與稀鹽酸反應(yīng)，該反應(yīng)屬于的基本反應(yīng)類型是置換反應(yīng)．
（2）他取一支試管，放入一根鎂條，加入一定量硫酸銅溶液，觀察到鎂條表面有少量氣泡產(chǎn)生，且有黑色物質(zhì)生成．鎂條與硫酸銅溶液反應(yīng)的現(xiàn)象讓小明感到困惑，他去圖書館查到相關(guān)資料：
資料1：硫酸銅溶液在配制時(shí)加入了少量硫酸；
資料2：當(dāng)金屬粉末顆粒很小時(shí)，容易成為黑色；
資料3：實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了一系列復(fù)雜的反應(yīng)，生成的黑色粉末可能是CuO、Cu中的一種或兩種．
①鎂條與硫酸銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體可能為H₂（填化學(xué)式）．
②小明進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定黑色粉末的成分，請(qǐng)?jiān)谙卤碇醒a(bǔ)全實(shí)驗(yàn)方案．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
將黑色粉末過濾、晾干后，分成兩份
將其中一份裝入硬質(zhì)玻璃管中，向其中通入CO后，加熱，并將生成的氣體通入澄清石灰水中	澄清石灰水 變渾濁	結(jié)論I
將另一份置于坩堝中，稱其質(zhì)量為m1，在空氣中加熱一段時(shí)間后冷卻，稱其質(zhì)量為m2．	現(xiàn)象I	黑色粉末中含Cu

表中，結(jié)論I是黑色固體中含有CuO，實(shí)驗(yàn)一種固體與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂；現(xiàn)象I是樣品質(zhì)量增加．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鎂與鹽酸反應(yīng)的特點(diǎn)分析回答；
（2）根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法結(jié)合金屬活動(dòng)性順序表的知識(shí)進(jìn)行分析；
（3）①根據(jù)題中給出的信息進(jìn)行分析；
②根據(jù)題中實(shí)驗(yàn)的操作、現(xiàn)象和結(jié)論進(jìn)行分析．

解答 解：（1）鎂是金屬活動(dòng)順序表中，位于氫前面，鎂能與稀鹽酸反應(yīng)生成了氯化鎂和氫氣，屬于置換反應(yīng)；
（2）①根據(jù)資料，硫酸銅溶液在配制時(shí)加入了少量硫酸，因此鎂條與硫酸銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體可能為氫氣；
②根據(jù)澄清石灰水變渾濁說明通入一氧化碳加熱反應(yīng)后生成了二氧化碳，二氧化碳是一氧化碳還原氧化銅得到的，因此結(jié)論是黑色粉末中含CuO，一氧化碳與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂．根據(jù)結(jié)論“黑色粉末中含Cu”，由于在空氣中加熱時(shí)銅能與氧氣反應(yīng)生成了氧化銅，所以，樣品在空氣中加熱一段時(shí)間后冷卻，樣品質(zhì)量會(huì)增加．
故答為：（1）置換反應(yīng)；（2）①H₂，②黑色固體中含有CuO，CuO+CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO₂，樣品質(zhì)量增加．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考察了金屬活動(dòng)性順序、化學(xué)方程式的書寫以及根據(jù)題中信息進(jìn)行分析問題的能力，難度不大．