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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）實驗測得鎂片產生氣體的速率(v)與時間(t)的關系如下圖所示，

則t₁～t₂時間內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：

【發現問題】

（1）反應后甲同學用pH試紙測定試管中溶液的酸堿性，發現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，觀察到溶液很快變為紅色，同時還觀察到鎂條表面有氣體生成，收集并點燃該氣體，發現能燃燒，請根據實驗現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。實驗發現鈉與冷水劇烈反應，產生大量的氣體。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            。（計算結果保留一位小數）

【解析】研究一依據反應時溫度的變化分析反應時能量的問題

研究二、

發現問題：依據酸堿性溶液pH的大小進行分析判斷；

實驗思考：根據甲乙同學的不同猜想分析兩人必做的實驗操作，以據反應的現象結合質量守恒定律的有關應用對化學方程式進行書寫即可；

拓展延伸：（1）依據題目中有關的信息對相關物質的溶液酸堿性進行判斷即可；

（2）根據活潑金屬與水反應的條件分析即可；

研究三、根據鈉鎂活動性強弱的關系分析三種金屬中活動性最強的物質即可．；

研究四①鎂條表面被氧化生成MgO，它與硫酸反應不生成氫氣．只有其中的鎂單質與鹽酸反應生成氫氣．利用鎂單質與鹽酸反應的化學方程式和生成氫氣的質量，列出比例式，就可計算出鎂單質的質量和反應生成的氯化鎂的質量，

②利用氧化鎂與稀鹽酸反應的化學方程式和氧化鎂的質量，列出比例式，就可計算出與氧化鎂反應生成的氯化鎂的質量進行解答

 

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）實驗時需將鎂條進行打磨，其目的是                。

(2) 反應中試管外壁發燙，說明鎂與稀鹽酸反應是       反應（填“吸熱”或“放熱”），化學方程式為        

（3）實驗測得鎂片產生氣體的速率(v)與時間(t)的關系如圖所示，則t₁～t₂時間內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

【發現問題】

（1）反應后甲同學用pH試紙測定試管中溶液的酸堿性，發現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     性。對此現象，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，觀察到溶液很快變為紅色，同時還觀察到鎂條表面有氣體生成，收集并點燃該氣體，發現能燃燒，請根據實驗現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。實驗發現鈉與冷水劇烈反應，產生大量的氣體。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、鈣原子和鋇離子結構示意圖，據此推測，這三種金屬的活動性最強的是

__________________。

【解析】研究一、

（1）依據鎂的化學性質較活潑易形成氧化鎂保護膜進行分析；

（2）依據反應時溫度的變化分析反應時能量的問題，依據鎂與鹽酸反應會生成氫氣及氯化鎂書寫方程式；

研究二、

發現問題：依據酸堿性溶液pH的大小進行分析判斷；

實驗思考：根據甲乙同學的不同猜想分析兩人必做的實驗操作，以據反應的現象結合質量守恒定律的有關應用對化學方程式進行書寫即可；

拓展延伸：（1）依據題目中有關的信息對相關物質的溶液酸堿性進行判斷即可；

（2）根據活潑金屬與水反應的條件分析即可；

研究三、根據鈉鎂活動性強弱的關系分析三種金屬中活動性最強的物質即可．