Question

4．小明在网络中看到镁是航空工业的重要材料，欲通过实验探究镁的性质．
（1）小明查阅资料得知镁能与稀盐酸反应，该反应属于的基本反应类型是置换反应．
（2）他取一支试管，放入一根镁条，加入一定量硫酸铜溶液，观察到镁条表面有少量气泡产生，且有黑色物质生成．镁条与硫酸铜溶液反应的现象让小明感到困惑，他去图书馆查到相关资料：
资料1：硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫酸；
资料2：当金属粉末颗粒很小时，容易成为黑色；
资料3：实验过程中发生了一系列复杂的反应，生成的黑色粉末可能是CuO、Cu中的一种或两种．
①镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为H₂（填化学式）．
②小明进一步设计实验确定黑色粉末的成分，请在下表中补全实验方案．

实验操作	实验现象	结论
将黑色粉末过滤、晾干后，分成两份
将其中一份装入硬质玻璃管中，向其中通入CO后，加热，并将生成的气体通入澄清石灰水中	澄清石灰水 变浑浊	结论I
将另一份置于坩埚中，称其质量为m1，在空气中加热一段时间后冷却，称其质量为m2．	现象I	黑色粉末中含Cu

表中，结论I是黑色固体中含有CuO，实验一种固体与CO反应的化学方程式为CuO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO₂；现象I是样品质量增加．

Answer 1

分析 （1）根据镁与盐酸反应的特点分析回答；
（2）根据化学方程式的书写方法结合金属活动性顺序表的知识进行分析；
（3）①根据题中给出的信息进行分析；
②根据题中实验的操作、现象和结论进行分析．

解答 解：（1）镁是金属活动顺序表中，位于氢前面，镁能与稀盐酸反应生成了氯化镁和氢气，属于置换反应；
（2）①根据资料，硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫酸，因此镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为氢气；
②根据澄清石灰水变浑浊说明通入一氧化碳加热反应后生成了二氧化碳，二氧化碳是一氧化碳还原氧化铜得到的，因此结论是黑色粉末中含CuO，一氧化碳与氧化铜反应的化学方程式是：CuO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO₂．根据结论“黑色粉末中含Cu”，由于在空气中加热时铜能与氧气反应生成了氧化铜，所以，样品在空气中加热一段时间后冷却，样品质量会增加．
故答为：（1）置换反应；（2）①H₂，②黑色固体中含有CuO，CuO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO₂，样品质量增加．

点评 本题主要考察了金属活动性顺序、化学方程式的书写以及根据题中信息进行分析问题的能力，难度不大．