Question

（7分）小明在網(wǎng)絡(luò)中看到鎂是航空工業(yè)的重要材料，欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究鎂的性質(zhì)。
（1）小明推測(cè)鎂能與O₂反應(yīng)、與稀鹽酸反應(yīng)、與硫酸銅溶液反應(yīng)，他的依據(jù)是         。
（2）小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)對(duì)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。
①取一支試管，放入一根鎂條，加入一定量稀鹽酸，觀察到有無(wú)色氣體產(chǎn)生，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為         。將鎂條換為鐵絲，重復(fù)上述操作，可觀察到產(chǎn)生氣體的速率         （填“變快”、“變慢”或“不變”）。
②另取一支試管，放入一根鎂條，加入一定量硫酸銅溶液，觀察到鎂條表面有少量氣泡產(chǎn)生，且有黑色物質(zhì)生成。
（3）鎂條與硫酸銅溶液反應(yīng)的現(xiàn)象讓小明感到困惑，他去圖書(shū)館查到相關(guān)資料：
資料1：硫酸銅溶液在配制時(shí)加入了少量硫酸；
資料2：當(dāng)金屬粉末顆粒很小時(shí)，容易成為黑色；
資料3：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生了一系列復(fù)雜的反應(yīng)，生成的黑色粉末可能是CuO、Cu
中的一種或兩種。
①鎂條與硫酸銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的氣體可能為         。
②小明進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定黑色粉末的成分，請(qǐng)?jiān)谙卤碇醒a(bǔ)全實(shí)驗(yàn)方案。

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
將黑色粉末過(guò)濾、晾干后，分成兩份
將其中一份裝入硬質(zhì)玻璃管中，向其中通入CO后，加熱，并將生成的氣體通入澄清石灰水中	澄清石灰水 變渾濁	結(jié)論I
將另一份置于坩堝中，稱其質(zhì)量為m1，在空氣中加熱一段時(shí)間后冷卻，稱其質(zhì)量為m2。	現(xiàn)象I	黑色粉末中含Cu

表中，結(jié)論I是         ；現(xiàn)象I是         。

Answer 1

（1）鎂是金屬活動(dòng)順序表中，位于氫前面的金屬（2分，“氫前”、“金屬”各1分，其他合理答案可酌情給分）
（2）Mg + 2HCl ="==" MgCl₂ + H₂↑     變慢
（3）① H₂    ② 黑色粉末中含CuO     樣品質(zhì)量增加（或m₁ < m₂）

試題分析：根據(jù)鎂的性質(zhì)分析。
（1）由于在金屬活動(dòng)性順序中，鎂是位于氫前面的金屬，即鎂的化學(xué)性質(zhì)較活潑，故其易與O₂、稀鹽酸、硫酸銅溶液等反應(yīng)。
（2）鎂與稀鹽酸反應(yīng)，生成氯化鎂和氫氣，故其反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；由于在金屬活動(dòng)性順序中，鎂位于鐵的前面，故鎂的化學(xué)性質(zhì)比鐵強(qiáng)，故鐵與鹽酸反應(yīng)的速率較鎂慢。
（3）①根據(jù)“資料1：硫酸銅溶液在配制時(shí)加入了少量硫酸”，結(jié)合題意“在鎂條上加入硫酸銅溶液有少量氣泡產(chǎn)生”，則可知該氣體為氫氣；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“澄清石灰水變渾濁”，可知在硬質(zhì)玻璃管中通入CO后，加熱生成了二氧化碳，即說(shuō)明硬質(zhì)玻璃管中的黑色粉末中含有CuO；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論“黑色粉末中含Cu”可知，在空氣中加熱一段時(shí)間后，由于銅與空氣中的氧氣發(fā)生化合反應(yīng)，所以反應(yīng)后樣品質(zhì)量增加。
點(diǎn)評(píng)：理解和熟練掌握金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用，是解答本題的關(guān)鍵，即在金屬活動(dòng)性順序中，氫前的金屬能與酸發(fā)生置換反應(yīng)，位置在前的金屬能將位于其后的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)。