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(chǎn)生氣體的速率(v)與時間(t)的關系如下圖所示,
則t
1~t
2時間內(nèi)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:
【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
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________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
。
【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________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_________(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,據(jù)此推測,這三種金屬的活動性最強的是
__________________。
Mg Ca Ba
研究四:確定鎂條的成分:
①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:
此鎂條中金屬鎂的質量。(寫出計算過程)
②反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)
。(計算結果保留一位小數(shù))