Question

（2012?建鄴區(qū)一模）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）實驗時需將鎂條進行打磨，其目的是

去除表面的氧化鎂等雜質

．
（2）反應中試管外壁發(fā)燙，說明鎂與稀鹽酸反應是

放熱

反應（填“吸熱”或“放熱”），化學方程式為

Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑

（3）實驗測得鎂片產(chǎn)生氣體的速率（v）與時間（t）的關系如圖所示，則t₁～t₂時間內(nèi)反應速率逐漸加快的主要原因是

鎂與鹽酸反應放熱，溫度越高反應速度越快

．
研究二．反應后所得溶液的酸堿性探究
發(fā)現(xiàn)問題：
（1）反應后甲同學用pH試紙測定試管中溶液的酸堿性，發(fā)現(xiàn)pH小于7，說明甲同學所得溶液呈

酸

性，（選填“酸”“堿”或“中”）．
（2）反應后乙同學的試管中鎂條有剩余，向試液中滴入兩滴酚酞溶液，振蕩顯紅色，說明乙同學所得溶液呈

堿

性．對此現(xiàn)象，乙同學重復如上實驗，得到同樣結果．
提出猜想：
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．
乙同學：猜想Ⅰ：氯化鎂溶液使酚酞變紅色；  猜想Ⅱ：鎂與熱水反應使酚酞變紅色．
實驗與思考：
為驗證猜想，甲、乙兩同學均需測定

氯化鎂

溶液的酸堿性，實驗表明該溶液顯弱酸性．
乙同學為完成猜想Ⅱ，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(xiàn)能燃燒，請根據(jù)實驗現(xiàn)象寫出鎂與水反應的化學反應方程式

Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑

．
結論：
鎂與稀鹽酸反應，鎂反應完全后所得溶液顯酸性；
鎂與稀鹽酸反應，鎂過量時所得溶液顯堿性．
拓展與延伸：
（1）金屬氯化物的水溶液可能顯中性或弱酸性；與金屬的活動性順序有關，如氯化鈉溶液顯中性，氯化鎂溶液顯弱酸性，氯化鉀溶液顯

中

性．
（2）活潑金屬能與水在一定條件下反應．實驗發(fā)現(xiàn)鈉與冷水劇烈反應，產(chǎn)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

有關

（填“有關”或“無關”）．
研究三．金屬活動性強弱與原子結構的關系
如圖為鎂原子、鈣原子和鋇離子結構示意圖，據(jù)此推測，這三種金屬的活動性最強的是

Ba

．

Answer 1

分析：研究一、
（1）依據(jù)鎂的化學性質較活潑易形成氧化鎂保護膜進行分析；
（2）依據(jù)反應時溫度的變化分析反應時能量的問題，依據(jù)鎂與鹽酸反應會生成氫氣及氯化鎂書寫方程式；
研究二、
發(fā)現(xiàn)問題：依據(jù)酸堿性溶液pH的大小進行分析判斷；
實驗思考：根據(jù)甲乙同學的不同猜想分析兩人必做的實驗操作，以據(jù)反應的現(xiàn)象結合質量守恒定律的有關應用對化學方程式進行書寫即可；
拓展延伸：（1）依據(jù)題目中有關的信息對相關物質的溶液酸堿性進行判斷即可；
（2）根據(jù)活潑金屬與水反應的條件分析即可；
研究三、根據(jù)鈉鎂活動性強弱的關系分析三種金屬中活動性最強的物質即可．

解答：解：研究一、
（1）鎂的化學性質較活潑易在其表面形成氧化鎂保護膜，打磨后有利于反應的進行．
（2）放熱；Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；
研究二、
發(fā)現(xiàn)問題：依據(jù)酸堿性溶液pH的大小進行分析判斷；
（1）pH小于7的溶液呈酸性，所以該溶液顯酸性；
（2）pH大于7的溶液呈堿性，所以該溶液顯堿性；
實驗思考：氯化鎂溶液的酸堿性，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，說明生成了堿性物質，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(xiàn)能燃燒說明生成了可燃性氣體，根據(jù)質量守恒定律中反應前后元素的種類不變，可知該反應的產(chǎn)物是氫氧化鎂和氫氣，其方程式為：Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑；
拓展延伸：（1）氯化鈉溶液顯中性，氯化鎂溶液顯弱酸性，鉀的活動性比鈉要強，所以氯化鉀的溶液呈中性；
（2）依據(jù)鈉與水反應不需要加熱，而鎂與水反應需要加熱可知：金屬與水的反應與金屬活動性順序有關．
研究三、從粒子結構示意圖分析可知三種金屬元素的最外層電子數(shù)均為2，由所學可知鈣的活動性強于鎂，從而說明最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多其活動性越強，故可判斷三種金屬中鋇的活動性最強．
故答案為：研究一、
（1）去除表面的氧化鎂等雜質
（2）放熱反應，鎂與鹽酸反應會生成氫氣及氯化鎂，其方程式為：Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；
研究二、
發(fā)現(xiàn)問題：（1）酸；（2）堿；
實驗思考、氯化鎂；Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑；
拓展延伸、（1）中；（2）有關；
研究三、鋇．

點評：此題是一道實驗探究題，解題的關鍵是分析實驗的過程，并結合題中所給的信息結合所學相關知識對問題進行探討與分析．