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(qǐng)根據(jù)金屬活動(dòng)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(jìn)行了如圖1所示實(shí)驗(yàn)．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(yán)重的是b（填字母）．

（2）鎂條在空氣中久置表面會(huì)變黑，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(jìn)行實(shí)驗(yàn)】通過(guò)控制與鎂條接觸的物質(zhì)，利用圖2裝置（鎂條長(zhǎng)度為3cm，試管容積為20mL），分別進(jìn)行下列5個(gè)實(shí)驗(yàn)，并持續(xù)觀察20天．

編號(hào)	主要實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
1	先充滿用NaOH濃溶液洗滌過(guò)的空氣； 再加入2mL濃硫酸	鎂條始終無(wú)明顯變化
2	加入2mLNaOH濃溶液	鎂條始終無(wú)明顯變化
3	先加入2mL濃硫酸； 再通入約4mLCO2	鎂條始終無(wú)明顯變化
4	先加入4mL飽和Na2SO3溶液； 再充滿CO2	鎂條始終無(wú)明顯變化
5	先加入2mL蒸餾水； 再通入約4mLCO2	鎂條第3天開(kāi)始變黑， 至20天全部變黑

【解釋與結(jié)論】
①實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)1的目的是檢驗(yàn)只用氧氣是否會(huì)使鎂條變黑．
③實(shí)驗(yàn)3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO₂、氧氣、氮?dú)猓?br />④得出“鎂條變黑一定與CO₂有關(guān)”的結(jié)論，依據(jù)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是2、5（填編號(hào)）．
⑤由上述實(shí)驗(yàn)可推知，鎂條變黑的條件是水、二氧化碳、氧氣．
【反思與評(píng)價(jià)】
⑥在猜想與假設(shè)時(shí)，同學(xué)們認(rèn)為鎂條變黑與N₂無(wú)關(guān)，其理由是常溫下氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其它物質(zhì)反應(yīng)．
⑦欲進(jìn)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(jìn)行，鐵在有水和氧氣并存時(shí)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(jìn)行分析解答．
②根據(jù)用NaOH濃溶液洗滌過(guò)的空氣中不含二氧化碳，進(jìn)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(yàn)吸水性，能除去水蒸氣，進(jìn)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(jìn)行分析解答．
⑤由通過(guò)控制與鎂條接觸的物質(zhì)進(jìn)行下列5個(gè)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行分析解答．
⑥根據(jù)氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，進(jìn)行分析解答．
⑦根據(jù)碳酸鹽的檢驗(yàn)方法，進(jìn)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(shuō)明溫度影響反應(yīng)的進(jìn)行，在金屬活動(dòng)性順序中鎂在鐵的前面，活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，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(shí)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(guò)的空氣再加入2mL濃硫酸，除去了二氧化碳和水蒸氣，實(shí)驗(yàn)1的目的是檢驗(yàn)只用氧氣是否會(huì)使鎂條變黑．
③氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳，濃硫酸檢驗(yàn)吸水性，能除去水蒸氣，實(shí)驗(yàn)3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO₂、氧氣、氮?dú)猓?br />④證明“鎂條變黑一定與CO₂有關(guān)”，依據(jù)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是2、5，加入2mLNaOH濃溶液，鎂條始終無(wú)明顯變化，說(shuō)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(kāi)始變黑至第20天全部變黑，說(shuō)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(wú)明顯變化，說(shuō)明鎂條只與與二氧化碳、水接觸不會(huì)變黑；先加入2mL蒸餾水再通入約4mLCO₂，由上述實(shí)驗(yàn)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(shí)，同學(xué)們認(rèn)為鎂條變黑與N₂無(wú)關(guān)，因?yàn)榈獨(dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)不活潑，很難與其它物質(zhì)反應(yīng)．
⑦欲進(jìn)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(shuō)明含有碳酸鹽．
故答案為：①CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；②檢驗(yàn)只用氧氣是否會(huì)使鎂條變黑；③氧氣、氮?dú)�；�?、5；⑤水、二氧化碳、氧氣；⑥常溫下氮?dú)獾幕瘜W(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(diǎn)評(píng) 本題有一定難度，明確實(shí)驗(yàn)探究的目的，熟練掌握堿的化學(xué)性質(zhì)、碳酸鹽的檢驗(yàn)方法、常見(jiàn)氣體的性質(zhì)等是正確解答本題的關(guān)鍵．