Question

【題目】（12分）以下是甲、乙兩同學對有關鎂與鹽酸反應的系列研究。

研究一：鎂與鹽酸反應過程中的能量變化以及反應速率的變化：

（1）反應中試管外壁發(fā)燙，說明鎂與稀鹽酸反應是 反應（填

“吸熱”或“放熱”）。

（2）實驗測得鎂片產生氣體的速率(v)與時間(t)的關系如圖所示，

則t1～t2時間內反應速率逐漸加快的主要原因是 。

研究二：反應后所得溶液的酸堿性探究：

（3）甲同學反應后用pH試紙測定試管中溶液的酸堿性，發(fā)現pH小于7，說明甲同學所得溶

液呈 性（選填“酸”“堿”或“中”）。

甲同學：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

驗證猜想，甲同學需測定 溶液的酸堿性，實驗表明該溶液顯弱酸性。

（4）乙同學重復甲同學實驗時，發(fā)現反應后所得試管中溶液pH大于7。發(fā)現實驗與甲同學實

驗不同的是，反應后的試管中鎂條有剩余。乙同學猜想可能是鎂與熱水反應生成了堿性

物質。乙同學為驗證猜想，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，同時還觀察到鎂條表面有氣體生成，收集并點燃該氣體，發(fā)現能燃燒，

請根據實驗現象寫出鎂與水反應的化學反應方程式 。

（5）金屬氯化物溶液pH值大小與金屬的活動性有關，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。實驗發(fā)現鈉與冷水劇烈反應，產生大量的氣體。由

此可見金屬與水反應與金屬的活動性順序 （填“有關”或“無關”）。

研究三：金屬活動性強弱與原子結構的關系：

下圖為鎂原子、鈣原子和鋇原子結構示意圖。已知其中Ba的活動性最強，據此推測，金屬的活動性除與原子的最外層電子數有關，還與 有關。

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，生成氣體0.2g。求：

（7）此鎂條中金屬鎂的質量。（寫出計算過程，共3分）

（8）反應后所得溶液中溶質的質量分數 。（計算結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】研究一：（1） 放熱 （2） 鎂與稀鹽酸反應放熱，加快反應速率

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

（5）中性 （6）有關

研究三：電子層數

研究四： （7）m(Mg)=2.4g (8) 11.1％

【解析】

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

(2) 實驗測得鎂片產生氣體的速率(v)與時間(t)的關系如右圖所示，則t1～t2時間內反應速率逐漸加快的主要原因是：鎂與稀鹽酸反應放熱，加快反應速率

研究二：（3）用pH試紙測定試管中溶液的酸堿性，發(fā)現pH小于7，說明甲同學所得溶液呈酸性；甲同學：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，因為主要是因為溶液顯酸性，所以只要測定氯化鎂溶液的酸堿性，實驗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，，說明反應形成了一種堿，同時還觀察到鎂條表面有氣體生成，收集并點燃該氣體，發(fā)現能燃燒，可以判斷是氫氣，所以鎂與水反應的化學反應方程式：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，如氯化鈉溶液顯中性，氯化鎂溶液顯弱酸性，從中可以得出結論：金屬的活動性越強，形成的金屬氯化物溶液顯中性，而鉀的活動性比鈉強，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。實驗發(fā)現鈉與冷水劇烈反應，產生大量的氣體。而金屬鎂要與熱水反應，說明金屬與水反應與金屬的活動性順序有關

研究三：金屬鎂的原子核外有3個電子層，金屬鈣的原子核外有4個電子層，金屬鋇的原子核外有6個電子層，而Ba的活動性最強，據此推測，金屬的活動性除與原子的最外層電子數有關，還與電子層數有關

研究四：根據反應：Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑中氫氣與Mg的質量關系，即可求出鎂的質量，還發(fā)生了一個反應：MgO+2HCl==MgCl2+H2O, 反應后所得溶液中溶質是MgCl2，先根據方程式，算出MgCl2的質量，再計算溶質的質量分數

解：設金屬鎂的質量為x，生成MgCl2的質量為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的質量=3.2g-2.4g=0.8g，設生成的MgCl2的質量為z

MgO+2HCl==MgCl2+H2O

95

0.8g z

40：95=0.8g：z z=1.9g

故MgCl2的質量的總質量=9.5g+1.9g=11.4g

而溶液的總質量=3.2g+100g-0.2g=103g

溶質的質量分數=11.4g/103g×100%=11.1%