Question

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

預測	預測的依據	驗證預測的實驗操作與預期現象
①能夠與酸反應	鋅能與稀硫酸反應產生氫氣，鎂比鋅活潑。	_____，則預測成立
②能夠與鹽反應	_____	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。

小明發現，鎂條放入CuSO4溶液中，鎂條表面有氣泡產生，為什么呢？小明想，鎂是不是能跟水發生反應呢？

于是，他將鎂條放到盛有冷水（蒸餾水）的試管中，沒有明顯的現象，然后將試管放在酒精燈上加熱，發現試管中有氣泡產生。

（提出問題）加熱時鎂條與水發生反應嗎？生成的物質是什么呢？

（猜想與假設）

（1）甲同學認為，加熱時應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。

（實驗結論）

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

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生 鐵能與硫酸銅溶液反應，鎂比鐵活潑 排除溶解在水中的氣體 a、H2 反應物中不含有氮元素，不能生成氮氣 堿 Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑

【解析】

①鋅可與反應生成氫氣，因此設計實驗，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；驗證預測的實驗操作與預期現象是：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生；

②鎂與硫酸銅可以發生置換反應生成銅，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，然后再對比鎂與該金屬的性質，即可完成實驗預測；預測的依據是：鐵能與硫酸銅溶液反應，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果，需要加熱排除內部氣體，避免影響實驗；

（2）根據質量守恒定律，反應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，不能形成氣泡，所以氣體為氫氣，反應物中不含有氮元素，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生成了氫氣和氫氧化鎂，反應的化學方程式為：Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑。