Question

（13分）化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，通過一年的學(xué)習(xí)，相信你的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ欢ㄓ辛撕艽筇岣撸��?qǐng)你一同參與回答以下問題。

（一）某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

⑴ 寫出儀器A的名稱           

⑵ 甲同學(xué)認(rèn)為打開K₁、關(guān)閉K₂時(shí)，利用I、Ⅱ裝置，可以制取并收集氧氣，該化學(xué)反應(yīng)方程式為 ：                                            。

⑶乙同學(xué)認(rèn)為利用Ⅰ、Ⅲ裝置可以測(cè)定空氣中氧氣的含量。關(guān)閉K、K₁、K₂，用凸透鏡引燃B中的白磷，待冷卻后打開K₂，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中能觀察到的現(xiàn)象是：①                      ；②                       。

⑷ 丙同學(xué)認(rèn)為可以利用Ⅰ、Ⅲ裝置驗(yàn)證二氧化碳能與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)。他在廣口瓶B中預(yù)先收集滿二氧化碳?xì)怏w，在儀器A中盛放氫氧化鈉濃溶液，燒杯中盛放稀鹽酸， K₁關(guān)閉、K₂打開，然后打開K將氫氧化鈉濃溶液滴入廣口瓶中，關(guān)閉K， 依據(jù)             現(xiàn)象，可以證明二氧化碳能與氫氧化鈉溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

（二）甲、乙兩同學(xué)對(duì)有關(guān)鎂與鹽酸的反應(yīng)進(jìn)行了系列研究（如圖）

探究一：鎂與鹽酸反應(yīng)過程中的能量變化以及反應(yīng)速率的變化：`

⑴實(shí)驗(yàn)時(shí)需將鎂條進(jìn)行打磨，其目的是                        。

⑵反應(yīng)中試管外壁發(fā)燙，說明鎂與稀鹽酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，化學(xué)方程式為                                        。

⑶實(shí)驗(yàn)測(cè)得鎂片產(chǎn)生氣體的速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示，你認(rèn)為在t₁～t₂時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是：                                    。

探究二：.反應(yīng)后所得溶液的酸堿性探究

【發(fā)現(xiàn)問題】

⑴反應(yīng)后甲同學(xué)用pH試紙測(cè)定試管中溶液的酸堿性，發(fā)現(xiàn)pH小于7，說明甲同學(xué)所得溶液呈    性，（選填“酸”“堿”或“中”）。

⑵反應(yīng)后乙同學(xué)的試管中鎂條有剩余，向試液中滴入兩滴酚酞溶液，溶液變紅。

【查閱資料】氫氧化鎂微溶于熱水，且溶解度隨溫度升高而增大。

【提出猜想】

甲同學(xué)：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(xué)：猜想Ⅰ：氯化鎂溶液呈堿性使酚酞變成紅色；

猜想Ⅱ：鎂與熱水反應(yīng)后生成堿使酚酞變紅色。

【實(shí)驗(yàn)與思考】

⑴為驗(yàn)證猜想，甲、乙兩同學(xué)均需測(cè)定____溶液的酸堿性，實(shí)驗(yàn)表明該溶液顯弱酸性。

⑵乙同學(xué)為驗(yàn)證猜想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?yōu)榧t色，同時(shí)還觀察到鎂條表面有氣泡產(chǎn)生，收集并點(diǎn)燃該氣體，發(fā)現(xiàn)氣體能燃燒，請(qǐng)根據(jù)以上現(xiàn)象寫出鎂與熱水反應(yīng)的化學(xué)方程式            ；

⑶乙同學(xué)在進(jìn)行上述猜想Ⅱ的探究時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，酚酞的紅色總是會(huì)逐漸消失，于是他猜想可能是鎂與熱水反應(yīng)后生成的堿逐漸被空氣中的二氧化碳反應(yīng)掉了，但甲同學(xué)猜想可能是水溫逐漸降低，導(dǎo)致                         ，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證甲或乙的猜想是否成立 (寫出相應(yīng)的操作、現(xiàn)象和結(jié)論)：                                                  。

【結(jié)論】

鎂與稀鹽酸反應(yīng)，若鎂反應(yīng)完全后所得溶液顯酸性，若鎂過量時(shí)所得溶液顯堿性。

 

Answer 1

【答案】

（一） ⑴分液漏斗  ⑵2H₂O₂  2H₂O+ O₂↑  ⑶ ①白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放熱；②待冷卻后打開K₂，Ⅲ中的水倒流入Ⅰ中約占瓶?jī)?nèi)氣體體積的1/5（必答加點(diǎn)字的含義，方可得分） ⑷  Ⅲ中稀鹽酸倒流入Ⅰ中，并有氣泡產(chǎn)生（答全方可給分）

（二）探究一：⑴除去金屬表面的氧化物   ⑵ Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑

(3)鎂與鹽酸反應(yīng)放熱，溫度越高，反應(yīng)速率越快。

探究二：【發(fā)現(xiàn)問題】 （1）酸

【實(shí)驗(yàn)與思考】⑴氯化鎂 （2）Mg+2H₂O Mg(OH)₂+H₂↑

⑶Mg(OH)₂的溶解度減小而析出沉淀

⑷方案一：將褪色后的溶液加熱，若溶液又變紅，則是由于溫度降低導(dǎo)致Mg(OH)₂的溶解度減小。

方案二：在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條后，立即滴入適量的植物油進(jìn)行液封，使溶液與空氣隔絕，若冷卻后紅色依然褪去，則是由于溫度降低導(dǎo)致Mg(OH)₂的溶解度減小。

【解析】（一）（1）由于頸部帶有活塞所以是分液漏斗。（2）裝置I為固液反應(yīng)制氣裝置，故應(yīng)選擇過氧化氫溶液和MnO₂制取氧氣，化學(xué)方程式為2H₂O₂  2H₂O+ O₂↑。（3）利用白磷燃燒測(cè)定空氣中氧氣的體積含量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為①白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放熱；②待冷卻后打開K₂，Ⅲ中的水倒流入Ⅰ中約占瓶?jī)?nèi)氣體體積的1/5。（4）CO₂與NaOH反應(yīng)CO₂+2NaOH==Na₂CO₃+H₂O，會(huì)導(dǎo)致裝置Ⅰ中氣壓降低，Ⅲ中稀鹽酸倒流入Ⅰ中，Na₂CO₃+2HCl==2NaCl+H₂O+CO₂↑，又會(huì)產(chǎn)生氣體，使裝置中的氣壓上升，所以就會(huì)露出，進(jìn)入裝置Ⅲ中，可以看到有氣泡產(chǎn)生。

（二）探究一：⑴用砂紙打磨鎂條除去金屬表面的氧化物   ⑵鎂與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑（3）在t₁～t₂時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率逐漸加快的主要原因是鎂與鹽酸反應(yīng)放熱，溫度越高，反應(yīng)速率越快。

探究二：【發(fā)現(xiàn)問題】 （1）溶液PH<7說明呈酸性；

【實(shí)驗(yàn)與思考】⑴由甲、乙同學(xué)提出猜想可以看出，都需測(cè)定氯化鎂溶液的酸堿性；（2） 溶液中酚酞變紅說明溶液呈堿性，生成氣體并且能夠燃燒，由根據(jù)質(zhì)量守恒定律可推斷出該氣體為H₂，方程式為Mg+2H₂O Mg(OH)₂+H₂↑；（3）甲同學(xué)猜想可能是水溫逐漸降低，導(dǎo)致Mg(OH)₂的溶解度減小而析出沉淀，堿性減弱，酚酞顏色逐漸消失；（4）方案一：將褪色后的溶液加熱，若溶液又變紅，則是由于溫度降低導(dǎo)致Mg(OH)₂的溶解度減小。

方案二：在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條后，立即滴入適量的植物油進(jìn)行液封，使溶液與空氣隔絕，若冷卻后紅色依然褪去，則是由于溫度降低導(dǎo)致Mg(OH)₂的溶解度減小。