Question

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過一年的學(xué)習(xí)，相信你的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ欢ㄓ辛撕艽筇岣�，�?qǐng)你一同參與回答以下問題．
（一）某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）寫出儀器A的名稱

分液漏斗

．
（2）甲同學(xué)認(rèn)為打開K₁、關(guān)閉K₂時(shí)，利用I、Ⅱ裝置，可以制取并收集氧氣，該化學(xué)反應(yīng)方程式為：

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

．
（3）乙同學(xué)認(rèn)為利用Ⅰ、Ⅲ裝置可以測(cè)定空氣中氧氣的含量．關(guān)閉K、K₁、K₂，用凸透鏡引燃B中的白磷，待冷卻后打開K₂，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中能觀察到的現(xiàn)象是：①

白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量

；②

待冷卻后打開K₂，Ⅲ中的水倒流入Ⅰ中約占瓶?jī)?nèi)氣體體積的

1

5

．
（4）丙同學(xué)認(rèn)為可以利用Ⅰ、Ⅲ裝置驗(yàn)證二氧化碳能與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)．他在廣口瓶B中預(yù)先收集滿二氧化碳?xì)怏w，在儀器A中盛放氫氧化鈉濃溶液，燒杯中盛放稀鹽酸，K₁關(guān)閉、K₂打開，然后打開K將氫氧化鈉濃溶液滴入廣口瓶中，關(guān)閉K，依據(jù)

Ⅲ中稀鹽酸倒流入Ⅰ中，并有氣泡產(chǎn)生

現(xiàn)象，可以證明二氧化碳能與氫氧化鈉溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．
（二）甲、乙兩同學(xué)對(duì)有關(guān)鎂與鹽酸的反應(yīng)進(jìn)行了系列研究（如圖2）
探究一：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）實(shí)驗(yàn)時(shí)需將鎂條進(jìn)行打磨，其目的是

除去金屬表面的氧化物

．
（2）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)，化學(xué)方程式為

Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑

．
（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得鎂片產(chǎn)生氣體的速率（v）與時(shí)間（t）的關(guān)系如圖3所示，你認(rèn)為在t₁～t₂時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是：

鎂與鹽酸反應(yīng)放熱，溫度越高，反應(yīng)速率越快

．
探究二：．反應(yīng)后所得溶液的酸堿性探究
【發(fā)現(xiàn)問題】
（1）反應(yīng)后甲同學(xué)用pH試紙測(cè)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，（選填“酸”“堿”或“中”）．
（2）反應(yīng)后乙同學(xué)的試管中鎂條有剩余，向試液中滴入兩滴酚酞溶液，溶液變紅．
【查閱資料】氫氧化鎂微溶于熱水，且溶解度隨溫度升高而增大．
【提出猜想】
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．
乙同學(xué)：
猜想Ⅰ：氯化鎂溶液呈堿性使酚酞變成紅色；
猜想Ⅱ：鎂與熱水反應(yīng)后生成堿使酚酞變紅色．
【實(shí)驗(yàn)與思考】
（1）為驗(yàn)證猜想，甲、乙兩同學(xué)均需測(cè)定

氯化鎂

溶液的酸堿性，實(shí)驗(yàn)表明該溶液顯弱酸性．
（2）乙同學(xué)為驗(yàn)證猜想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(shí)還觀察到鎂條表面有氣泡產(chǎn)生，收集并點(diǎn)燃該氣體，發(fā)現(xiàn)氣體能燃燒，請(qǐng)根據(jù)以上現(xiàn)象寫出鎂與熱水反應(yīng)的化學(xué)方程式

Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑

；
（3）乙同學(xué)在進(jìn)行上述猜想Ⅱ的探究時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，酚酞的紅色總是會(huì)逐漸消失，于是他猜想可能是鎂與熱水反應(yīng)后生成的堿逐漸被空氣中的二氧化碳反應(yīng)掉了，但甲同學(xué)猜想可能是水溫逐漸降低，導(dǎo)致

Mg（OH）₂的溶解度減小而析出沉淀

，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證甲或乙的猜想是否成立 （寫出相應(yīng)的操作、現(xiàn)象和結(jié)論）：

方案一：將褪色后的溶液加熱，若溶液又變紅，則是由于溫度降低導(dǎo)致Mg（OH）₂的溶解度減小．
方案二：在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條后，立即滴入適量的植物油進(jìn)行液封，使溶液與空氣隔絕，若冷卻后紅色依然褪去，則是由于溫度降低導(dǎo)致Mg（OH）₂的溶解度減�。�

．
【結(jié)論】
鎂與稀鹽酸反應(yīng)，若鎂反應(yīng)完全后所得溶液顯酸性，若鎂過量時(shí)所得溶液顯堿性．

Answer 1

分析：（一）、（1）直接寫出儀器的名稱；
（2）根據(jù)反應(yīng)的條件為常溫可以知道應(yīng)該用過氧化氫來制取氧氣，故可以寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）白磷燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的白煙，同時(shí)容器Ⅰ冷卻后Ⅲ中水會(huì)倒流入Ⅰ中，可以據(jù)此解答；
（4）二氧化碳若與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，則會(huì)使Ⅰ中的壓強(qiáng)減小而使Ⅲ中鹽酸進(jìn)入Ⅰ中，可以據(jù)此解答該題；
（二）探究一、
（1）依據(jù)鎂的化學(xué)性質(zhì)較活潑易形成氧化鎂保護(hù)膜進(jìn)行分析；
（2）依據(jù)鎂與鹽酸反應(yīng)會(huì)生成氫氣及氯化鎂書寫方程式；
（3）根據(jù)溶液中溫度的變化結(jié)合鎂和鹽酸反應(yīng)的特點(diǎn)來進(jìn)行解答．
探究二、
【發(fā)現(xiàn)問題】（1）依據(jù)酸堿性溶液pH的大小進(jìn)行分析判斷；
實(shí)驗(yàn)思考：（1）根據(jù)甲乙同學(xué)的不同猜想分析兩人必做的實(shí)驗(yàn)操作；
（2）根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象結(jié)合質(zhì)量守恒定律的有關(guān)應(yīng)用對(duì)化學(xué)方程式進(jìn)行書寫即可；
（3）以控制變量法來進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．

解答：解：（一）（1）圖中儀器A的名稱為分液漏斗；
（2）根據(jù)反應(yīng)的條件為常溫可以知道應(yīng)該用過氧化氫來制取氧氣，故可以寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（3）白磷燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的白煙，同時(shí)容器Ⅰ冷卻后Ⅲ中水會(huì)倒流入Ⅰ中；
（4）二氧化碳若與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，則會(huì)使Ⅰ中的壓強(qiáng)減小而使Ⅲ鹽酸進(jìn)入Ⅰ中，同時(shí)鹽酸可以和碳酸鈉反應(yīng)生成氣體，所以若觀察到Ⅲ中鹽酸進(jìn)入Ⅰ中，同時(shí)產(chǎn)生了冒出氣泡則說明二氧化碳和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)．
（二）探究一：
（1）鎂的化學(xué)性質(zhì)較活潑易在其表面形成氧化鎂保護(hù)膜，打磨后有利于反應(yīng)的進(jìn)行．
（2）鎂和鹽酸反應(yīng)生成了氯化鎂和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑．
（3）鎂條在和鹽酸反應(yīng)時(shí)放出了熱量，在t₁～t₂時(shí)間內(nèi)溫度的升高使反應(yīng)速率加快．
探究二：【發(fā)現(xiàn)問題】（1）依據(jù)酸堿性溶液pH的大小與溶液的酸堿性的關(guān)系可以知道，pH小于7的溶液呈酸性，所以該溶液顯酸性；
【實(shí)驗(yàn)與思考】（1）根據(jù)猜想可以知道為了驗(yàn)證猜想必須測(cè)量氯化鎂溶液的酸堿性；
（2）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(zhì)，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)能燃燒說明生成了可燃性氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律中反應(yīng)前后元素的種類不變，可知該反應(yīng)的產(chǎn)物是氫氧化鎂和氫氣，其方程式為：Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑；
（3）溫度降低可以影響固體物質(zhì)的溶解度，所以根據(jù)同學(xué)的猜想可以判斷是由于溫度的降低而使Mg（OH）₂的溶解度減小而析出沉淀；故可以將褪色后的溶液進(jìn)行加熱，若加熱后溶液變紅色，則可以驗(yàn)證乙同學(xué)的推論；若驗(yàn)證乙同學(xué)的推論則可以在隔絕空氣的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)具體操作為：在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條后，立即滴入適量的植物油進(jìn)行液封，使溶液與空氣隔絕，若冷卻后紅色依然褪去，則是由于溫度降低導(dǎo)致Mg（OH）₂的溶解度減�。�
故答案為：（一）（1）分液漏斗；
（2）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑
（3）①白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出熱量；
②待冷卻后打開K₂，Ⅲ中的水倒流入Ⅰ中約占瓶?jī)?nèi)氣體體積的

1

5

；
（4）Ⅲ中稀鹽酸倒流入Ⅰ中，并有氣泡產(chǎn)生．
（二）探究一：（1）除去金屬表面的氧化物；
（2）Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑；
（3）鎂與鹽酸反應(yīng)放熱，溫度越高，反應(yīng)速率越快．
探究二：【發(fā)現(xiàn)問題】（1）酸；
【實(shí)驗(yàn)與思考】（1）氯化鎂；
（2）Mg+2H₂O

△   .

Mg（OH）₂+H₂↑；
（3）Mg（OH）₂的溶解度減小而析出沉淀；
方案一：將褪色后的溶液加熱，若溶液又變紅，則是由于溫度降低導(dǎo)致Mg（OH）₂的溶解度減小．
方案二：在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條后，立即滴入適量的植物油進(jìn)行液封，使溶液與空氣隔絕，若冷卻后紅色依然褪去，則是由于溫度降低導(dǎo)致Mg（OH）₂的溶解度減�。�

點(diǎn)評(píng)：此題是一道實(shí)驗(yàn)探究題，解題的關(guān)鍵是分析實(shí)驗(yàn)的過程，并結(jié)合題中所給的信息結(jié)合所學(xué)相關(guān)知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行探討與分析．