Question

【题目】（12分）以下是甲、乙两同学对有关镁与盐酸反应的系列研究。

研究一：镁与盐酸反应过程中的能量变化以及反应速率的变化：

（1）反应中试管外壁发烫，说明镁与稀盐酸反应是 反应（填

“吸热”或“放热”）。

（2）实验测得镁片产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图所示，

则t1～t2时间内反应速率逐渐加快的主要原因是 。

研究二：反应后所得溶液的酸碱性探究：

（3）甲同学反应后用pH试纸测定试管中溶液的酸碱性，发现pH小于7，说明甲同学所得溶

液呈 性（选填“酸”“碱”或“中”）。

甲同学：猜想Ⅰ：稀盐酸过量，使溶液pH小于7；猜想Ⅱ：氯化镁溶液pH小于7。为

验证猜想，甲同学需测定 溶液的酸碱性，实验表明该溶液显弱酸性。

（4）乙同学重复甲同学实验时，发现反应后所得试管中溶液pH大于7。发现实验与甲同学实

验不同的是，反应后的试管中镁条有剩余。乙同学猜想可能是镁与热水反应生成了碱性

物质。乙同学为验证猜想，在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过的镁条，观察到溶

液很快变为红色，同时还观察到镁条表面有气体生成，收集并点燃该气体，发现能燃烧，

请根据实验现象写出镁与水反应的化学反应方程式 。

（5）金属氯化物溶液pH值大小与金属的活动性有关，如氯化钠溶液显中性，氯化镁溶液显弱酸性，则氯化钾溶液显 性。

（6）活泼金属能与水在一定条件下反应。实验发现钠与冷水剧烈反应，产生大量的气体。由

此可见金属与水反应与金属的活动性顺序 （填“有关”或“无关”）。

研究三：金属活动性强弱与原子结构的关系：

下图为镁原子、钙原子和钡原子结构示意图。已知其中Ba的活动性最强，据此推测，金属的活动性除与原子的最外层电子数有关，还与 有关。

研究四：确定镁条的成分：

称取3.2g表面被氧化的镁条, 放入100g稀盐酸中恰好完全反应，生成气体0.2g。求：

（7）此镁条中金属镁的质量。（写出计算过程，共3分）

（8）反应后所得溶液中溶质的质量分数 。（计算结果保留一位小数）

Answer 1

【答案】研究一：（1） 放热 （2） 镁与稀盐酸反应放热，加快反应速率

研究二：（3） 酸性 氯化镁 （4） Mg +2H2O === Mg(OH) 2↓+H2 ↑

（5）中性 （6）有关

研究三：电子层数

研究四： （7）m(Mg)=2.4g (8) 11.1％

【解析】

试题分析：研究一：(1) 反应中试管外壁发烫，说明镁与稀盐酸反应是放热反应

(2) 实验测得镁片产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如右图所示，则t1～t2时间内反应速率逐渐加快的主要原因是：镁与稀盐酸反应放热，加快反应速率

研究二：（3）用pH试纸测定试管中溶液的酸碱性，发现pH小于7，说明甲同学所得溶液呈酸性；甲同学：猜想Ⅰ：稀盐酸过量，使溶液pH小于7；猜想Ⅱ：氯化镁溶液pH小于7，因为主要是因为溶液显酸性，所以只要测定氯化镁溶液的酸碱性，实验表明该溶液显弱酸性

（4）在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过的镁条，观察到溶液很快变为红色，，说明反应形成了一种碱，同时还观察到镁条表面有气体生成，收集并点燃该气体，发现能燃烧，可以判断是氢气，所以镁与水反应的化学反应方程式：Mg +2H2O === Mg(OH) 2↓+H2 ↑

（5）金属氯化物溶液pH值大小与金属的活动性有关，如氯化钠溶液显中性，氯化镁溶液显弱酸性，从中可以得出结论：金属的活动性越强，形成的金属氯化物溶液显中性，而钾的活动性比钠强，故氯化钾溶液显中性

（6）活泼金属能与水在一定条件下反应。实验发现钠与冷水剧烈反应，产生大量的气体。而金属镁要与热水反应，说明金属与水反应与金属的活动性顺序有关

研究三：金属镁的原子核外有3个电子层，金属钙的原子核外有4个电子层，金属钡的原子核外有6个电子层，而Ba的活动性最强，据此推测，金属的活动性除与原子的最外层电子数有关，还与电子层数有关

研究四：根据反应：Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑中氢气与Mg的质量关系，即可求出镁的质量，还发生了一个反应：MgO+2HCl==MgCl2+H2O, 反应后所得溶液中溶质是MgCl2，先根据方程式，算出MgCl2的质量，再计算溶质的质量分数

解：设金属镁的质量为x，生成MgCl2的质量为y

Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑

24 95 2

X y 0.2g

(7) 24:2=x:0.2g x=2.4g

95：2=y:0.2g y=9.5g

(8)由于MgO的质量=3.2g-2.4g=0.8g，设生成的MgCl2的质量为z

MgO+2HCl==MgCl2+H2O

95

0.8g z

40：95=0.8g：z z=1.9g

故MgCl2的质量的总质量=9.5g+1.9g=11.4g

而溶液的总质量=3.2g+100g-0.2g=103g

溶质的质量分数=11.4g/103g×100%=11.1%