Question

（7分）小明在網絡中看到鎂是航空工業的重要材料，欲通過實驗探究鎂的性質。
（1）小明推測鎂能與O₂反應、與稀鹽酸反應、與硫酸銅溶液反應，他的依據是         。
（2）小明設計了如下實驗對假設進行驗證。
①取一支試管，放入一根鎂條，加入一定量稀鹽酸，觀察到有無色氣體產生，發生反應的化學方程式為         。將鎂條換為鐵絲，重復上述操作，可觀察到產生氣體的速率         （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生，且有黑色物質生成。
（3）鎂條與硫酸銅溶液反應的現象讓小明感到困惑，他去圖書館查到相關資料：
資料1：硫酸銅溶液在配制時加入了少量硫酸；
資料2：當金屬粉末顆粒很小時，容易成為黑色；
資料3：實驗過程中發生了一系列復雜的反應，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的實驗中產生的氣體可能為         。
②小明進一步設計實驗確定黑色粉末的成分，請在下表中補全實驗方案。

實驗操作	實驗現象	結論
將黑色粉末過濾、晾干后，分成兩份
將其中一份裝入硬質玻璃管中，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	結論I
將另一份置于坩堝中，稱其質量為m1，在空氣中加熱一段時間后冷卻，稱其質量為m2。	現象I	黑色粉末中含Cu

表中，結論I是         ；現象I是         。

Answer 1

（1）鎂是金屬活動順序表中，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     樣品質量增加（或m₁ < m₂）

解析試題分析：根據鎂的性質分析。
（1）由于在金屬活動性順序中，鎂是位于氫前面的金屬，即鎂的化學性質較活潑，故其易與O₂、稀鹽酸、硫酸銅溶液等反應。
（2）鎂與稀鹽酸反應，生成氯化鎂和氫氣，故其反應的化學方程式為Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；由于在金屬活動性順序中，鎂位于鐵的前面，故鎂的化學性質比鐵強，故鐵與鹽酸反應的速率較鎂慢。
（3）①根據“資料1：硫酸銅溶液在配制時加入了少量硫酸”，結合題意“在鎂條上加入硫酸銅溶液有少量氣泡產生”，則可知該氣體為氫氣；
②根據實驗現象“澄清石灰水變渾濁”，可知在硬質玻璃管中通入CO后，加熱生成了二氧化碳，即說明硬質玻璃管中的黑色粉末中含有CuO；
根據實驗結論“黑色粉末中含Cu”可知，在空氣中加熱一段時間后，由于銅與空氣中的氧氣發生化合反應，所以反應后樣品質量增加。
考點：金屬活動性順序及其應用，書寫化學方程式，探究物質的組成
點評：理解和熟練掌握金屬活動性順序及其應用，是解答本題的關鍵，即在金屬活動性順序中，氫前的金屬能與酸發生置換反應，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來。