Question

5．金屬材料在生產(chǎn)、生活中廣泛應(yīng)用，有許多性質(zhì)等內(nèi)容需要探究．
（1）下表提供了在一定條件下，水能否與一些金屬發(fā)生反應(yīng)的信息．
①請根據(jù)金屬活動性順序和表中的已知信息，將表格填寫完整．

物質(zhì)	鈉與冷水	鎂與冷水	鎂與水蒸汽	鐵與冷水	鐵與水蒸氣
能否發(fā)生反應(yīng)	劇烈反應(yīng)	緩慢反應(yīng)	劇烈反應(yīng)	不反應(yīng)	加熱條件下能反應(yīng)

②雖然鐵在常溫下與水不反應(yīng)，但鐵制品在潮濕的環(huán)境中很容易生銹．某同學(xué)進行了如圖1所示實驗．一周以后發(fā)現(xiàn)鐵釘表面銹蝕．在圖中a、b、c三處，銹蝕情況最嚴重的是b（填字母）．

（2）鎂條在空氣中久置表面會變黑，某小組同學(xué)設(shè)計并進行實驗，探究鎂條變黑的條件．
【查閱資料】①常溫下，亞硫酸鈉（Na₂SO₃）可與O₂發(fā)生化合反應(yīng)；
②濃硫酸具有吸水性．
【猜想與假設(shè)】常溫下，鎂條變黑可能與O₂、CO₂、水蒸氣有關(guān)．
【進行實驗】通過控制與鎂條接觸的物質(zhì)，利用圖2裝置（鎂條長度為3cm，試管容積為20mL），分別進行下列5個實驗，并持續(xù)觀察20天．

編號	主要實驗操作	實驗現(xiàn)象
1	先充滿用NaOH濃溶液洗滌過的空氣； 再加入2mL濃硫酸	鎂條始終無明顯變化
2	加入2mLNaOH濃溶液	鎂條始終無明顯變化
3	先加入2mL濃硫酸； 再通入約4mLCO2	鎂條始終無明顯變化
4	先加入4mL飽和Na2SO3溶液； 再充滿CO2	鎂條始終無明顯變化
5	先加入2mL蒸餾水； 再通入約4mLCO2	鎂條第3天開始變黑， 至20天全部變黑

【解釋與結(jié)論】
①實驗1和2中，NaOH濃溶液的作用是CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O（用化學(xué)方程式表示）．
②實驗1的目的是檢驗只用氧氣是否會使鎂條變黑．
③實驗3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO₂、氧氣、氮氣．
④得出“鎂條變黑一定與CO₂有關(guān)”的結(jié)論，依據(jù)的兩個實驗是2、5（填編號）．
⑤由上述實驗可推知，鎂條變黑的條件是水、二氧化碳、氧氣．
【反思與評價】
⑥在猜想與假設(shè)時，同學(xué)們認為鎂條變黑與N₂無關(guān)，其理由是常溫下氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其它物質(zhì)反應(yīng)．
⑦欲進一步證明鎂條表面的黑色物質(zhì)中含有碳酸鹽，所需試劑是稀鹽酸和澄清的石灰水．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表格可以發(fā)現(xiàn)，溫度影響化學(xué)反應(yīng)的進行，鐵在有水和氧氣并存時易生銹；
（2）①根據(jù)題意，常溫下，鎂條變黑可能與O₂、CO₂、水蒸氣有關(guān)，進行分析解答．
②根據(jù)用NaOH濃溶液洗滌過的空氣中不含二氧化碳，進行分析解答．
③根據(jù)氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳，濃硫酸檢驗吸水性，能除去水蒸氣，進行分析解答．
④得出“鎂條變黑一定與CO₂有關(guān)”結(jié)論，可結(jié)合控制變量法，進行分析解答．
⑤由通過控制與鎂條接觸的物質(zhì)進行下列5個實驗，進行分析解答．
⑥根據(jù)氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，進行分析解答．
⑦根據(jù)碳酸鹽的檢驗方法，進行分析解答

解答 解：（1）①根據(jù)表格可以發(fā)現(xiàn)，鐵與冷水不反應(yīng)，與水蒸氣能反應(yīng)，說明溫度影響反應(yīng)的進行，在金屬活動性順序中鎂在鐵的前面，活動性比鐵強，故鎂能與水蒸氣劇烈反應(yīng)；故填：劇烈反應(yīng)；
②鐵在有水和氧氣并存時易生銹，故填：b；
（2）①常溫下，鎂條變黑可能與O₂、CO₂、水蒸氣有關(guān)，故要除去二氧化碳，氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O．
②常溫下，鎂條變黑可能與O₂、CO₂、水蒸氣有關(guān)，先充滿用NaOH濃溶液洗滌過的空氣再加入2mL濃硫酸，除去了二氧化碳和水蒸氣，實驗1的目的是檢驗只用氧氣是否會使鎂條變黑．
③氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳，濃硫酸檢驗吸水性，能除去水蒸氣，實驗3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO₂、氧氣、氮氣．
④證明“鎂條變黑一定與CO₂有關(guān)”，依據(jù)的兩個實驗是2、5，加入2mLNaOH濃溶液，鎂條始終無明顯變化，說明氧氣、水蒸氣不是鎂條變黑的條件；先加入2mL蒸餾水再通入約4mLCO₂，鎂條第3天開始變黑至第20天全部變黑，說明鎂條變黑一定與CO₂有關(guān)．
⑤由上述分析，結(jié)合常溫下，亞硫酸鈉（Na₂SO₃）可與O₂發(fā)生化合反應(yīng)，先加入4mL飽和Na₂SO₃溶液再充滿CO₂，能除去氧氣，鎂條始終無明顯變化，說明鎂條只與與二氧化碳、水接觸不會變黑；先加入2mL蒸餾水再通入約4mLCO₂，由上述實驗可推知，鎂條變黑的條件是水、二氧化碳、氧氣．
⑥在猜想與假設(shè)時，同學(xué)們認為鎂條變黑與N₂無關(guān)，因為氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其它物質(zhì)反應(yīng)．
⑦欲進一步證明鎂條表面的黑色物質(zhì)中含有碳酸鹽，可選用稀鹽酸和澄清的石灰水，若產(chǎn)生氣泡，氣體能使澄清的石灰水變渾濁，說明含有碳酸鹽．
故答案為：①CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；②檢驗只用氧氣是否會使鎂條變黑；③氧氣、氮氣；④2、5；⑤水、二氧化碳、氧氣；⑥常溫下氮氣的化學(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其它物質(zhì)反應(yīng)；⑥稀鹽酸和澄清的石灰水．

點評 本題有一定難度，明確實驗探究的目的，熟練掌握堿的化學(xué)性質(zhì)、碳酸鹽的檢驗方法、常見氣體的性質(zhì)等是正確解答本題的關(guān)鍵．