Question

【題目】（12分）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：

（3）甲同學(xué)反應(yīng)后用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”）。

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。為

驗(yàn)證猜想，甲同學(xué)需測定 溶液的酸堿性，實(shí)驗(yàn)表明該溶液顯弱酸性。

（4）乙同學(xué)重復(fù)甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后所得試管中溶液pH大于7。發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與甲同學(xué)實(shí)

驗(yàn)不同的是，反應(yīng)后的試管中鎂條有剩余。乙同學(xué)猜想可能是鎂與熱水反應(yīng)生成了堿性

物質(zhì)。乙同學(xué)為驗(yàn)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?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 。

（5）金屬氯化物溶液pH值大小與金屬的活動性有關(guān)，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。

（6）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。已知其中Ba的活動性最強(qiáng)，據(jù)此推測，金屬的活動性除與原子的最外層電子數(shù)有關(guān)，還與 有關(guān)。

研究四：確定鎂條的成分：

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：

（7）此鎂條中金屬鎂的質(zhì)量。（寫出計(jì)算過程，共3分）

（8）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)）

Answer 1

【答案】研究一：（1） 放熱 （2） 鎂與稀鹽酸反應(yīng)放熱，加快反應(yīng)速率

研究二：（3） 酸性 氯化鎂 （4） Mg +2H2O === Mg(OH) 2↓+H2 ↑

（5）中性 （6）有關(guān)

研究三：電子層數(shù)

研究四： （7）m(Mg)=2.4g (8) 11.1％

【解析】

試題分析：研究一：(1) 反應(yīng)中試管外壁發(fā)燙，說明鎂與稀鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)

(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)系如右圖所示，則t1～t2時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是：鎂與稀鹽酸反應(yīng)放熱，加快反應(yīng)速率

研究二：（3）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)所得溶液呈酸性；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，因?yàn)橹饕�是因�(yàn)槿芤猴@酸性，所以只要測定氯化鎂溶液的酸堿性，實(shí)驗(yàn)表明該溶液顯弱酸性

（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?yōu)榧t色，，說明反應(yīng)形成了一種堿，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，可以判斷是氫氣，所以鎂與水反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：Mg +2H2O === Mg(OH) 2↓+H2 ↑

（5）金屬氯化物溶液pH值大小與金屬的活動性有關(guān)，如氯化鈉溶液顯中性，氯化鎂溶液顯弱酸性，從中可以得出結(jié)論：金屬的活動性越強(qiáng)，形成的金屬氯化物溶液顯中性，而鉀的活動性比鈉強(qiáng)，故氯化鉀溶液顯中性

（6）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。而金屬鎂要與熱水反應(yīng)，說明金屬與水反應(yīng)與金屬的活動性順序有關(guān)

研究三：金屬鎂的原子核外有3個(gè)電子層，金屬鈣的原子核外有4個(gè)電子層，金屬鋇的原子核外有6個(gè)電子層，而Ba的活動性最強(qiáng)，據(jù)此推測，金屬的活動性除與原子的最外層電子數(shù)有關(guān)，還與電子層數(shù)有關(guān)

研究四：根據(jù)反應(yīng)：Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑中氫氣與Mg的質(zhì)量關(guān)系，即可求出鎂的質(zhì)量，還發(fā)生了一個(gè)反應(yīng)：MgO+2HCl==MgCl2+H2O, 反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)是MgCl2，先根據(jù)方程式，算出MgCl2的質(zhì)量，再計(jì)算溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

解：設(shè)金屬鎂的質(zhì)量為x，生成MgCl2的質(zhì)量為y

Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑

24 95 2

X y 0.2g

(7) 24:2=x:0.2g x=2.4g

95：2=y:0.2g y=9.5g

(8)由于MgO的質(zhì)量=3.2g-2.4g=0.8g，設(shè)生成的MgCl2的質(zhì)量為z

MgO+2HCl==MgCl2+H2O

95

0.8g z

40：95=0.8g：z z=1.9g

故MgCl2的質(zhì)量的總質(zhì)量=9.5g+1.9g=11.4g

而溶液的總質(zhì)量=3.2g+100g-0.2g=103g

溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=11.4g/103g×100%=11.1%