Question

【題目】小明同學已經(jīng)知道鎂能與氧氣反應(yīng)，還想用金屬鎂設(shè)計實驗驗證金屬的其它化學性質(zhì)。

預測	預測的依據(jù)	驗證預測的實驗操作與預期現(xiàn)象
①能夠與酸反應(yīng)	鋅能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，鎂比鋅活潑。	_____，則預測成立
②能夠與鹽反應(yīng)	_____	往裝有2mLCuSO4溶液的試管中放入一根用砂紙打磨干凈的鎂條，觀察到鎂條表面有氣泡，一段時間后，藍色溶液變淡，試管底部有紅色固體。

小明發(fā)現(xiàn)，鎂條放入CuSO4溶液中，鎂條表面有氣泡產(chǎn)生，為什么呢？小明想，鎂是不是能跟水發(fā)生反應(yīng)呢？

于是，他將鎂條放到盛有冷水（蒸餾水）的試管中，沒有明顯的現(xiàn)象，然后將試管放在酒精燈上加熱，發(fā)現(xiàn)試管中有氣泡產(chǎn)生。

（提出問題）加熱時鎂條與水發(fā)生反應(yīng)嗎？生成的物質(zhì)是什么呢？

（猜想與假設(shè)）

（1）甲同學認為，加熱時應(yīng)該先將蒸餾水煮沸并迅速冷卻，理由是_____。

（2）甲同學認為，加熱時鎂和水反應(yīng)生成的氣體是_____（選填a、H2或b、N2），不選擇另一項的理由是_____。

（實驗驗證）乙同學向加熱的試管中滴入酚酞溶液，溶液顯紅色。

（實驗結(jié)論）

（3）鎂在加熱時與水發(fā)生反應(yīng)，因為加熱后溶液中生成了_____性物質(zhì)。請根據(jù)分析寫出二者反應(yīng)的化學方程式_____，看來，關(guān)于鎂與硫酸銅溶液的反應(yīng)還是比較復雜的，小明決定接下來跟老師一起繼續(xù)探究。

Answer 1

【答案】往裝有2mL稀硫酸溶液的試管中放入一根用砂紙打磨干凈的鎂條，觀察到鎂條表面有氣泡產(chǎn)生 鐵能與硫酸銅溶液反應(yīng)，鎂比鐵活潑 排除溶解在水中的氣體 a、H2 反應(yīng)物中不含有氮元素，不能生成氮氣 堿 Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑

【解析】

①鋅可與反應(yīng)生成氫氣，因此設(shè)計實驗，將鎂放入硫酸中，觀察是否有氣泡，即可判斷鎂與酸能否可以反應(yīng)；驗證預測的實驗操作與預期現(xiàn)象是：往裝有2mL稀硫酸溶液的試管中放入一根用砂紙打磨干凈的鎂條，觀察到鎂條表面有氣泡產(chǎn)生；

②鎂與硫酸銅可以發(fā)生置換反應(yīng)生成銅，因此需要在預測中，只要找到常見金屬活動性比鎂弱，但是強于銅，進行預測其可與硫酸銅反應(yīng)，然后再對比鎂與該金屬的性質(zhì)，即可完成實驗預測；預測的依據(jù)是：鐵能與硫酸銅溶液反應(yīng)，鎂比鐵活潑；

（1）由于氣體加熱溶解度變小，因此為了避免水中溶解的氣體影響實驗結(jié)果，需要加熱排除內(nèi)部氣體，避免影響實驗；

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)物含有可以生成氣體的元素為水中的氫、氧元素，可以生成氫氣或者氧氣，而氧氣可與金屬反應(yīng)，不能形成氣泡，所以氣體為氫氣，反應(yīng)物中不含有氮元素，因此生成物不能含有氮元素，也就不能生成氮氣；

（3）加入酚酞變紅，說明溶液顯堿性；所以鎂與水在加熱時反應(yīng)生成了氫氣和氫氧化鎂，反應(yīng)的化學方程式為：Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑。