Question

【题目】小明同学已经知道镁能与氧气反应，还想用金属镁设计实验验证金属的其它化学性质。

预测	预测的依据	验证预测的实验操作与预期现象
①能够与酸反应	锌能与稀硫酸反应产生氢气，镁比锌活泼。	_____，则预测成立
②能够与盐反应	_____	往装有2mLCuSO4溶液的试管中放入一根用砂纸打磨干净的镁条，观察到镁条表面有气泡，一段时间后，蓝色溶液变淡，试管底部有红色固体。

小明发现，镁条放入CuSO4溶液中，镁条表面有气泡产生，为什么呢？小明想，镁是不是能跟水发生反应呢？

于是，他将镁条放到盛有冷水（蒸馏水）的试管中，没有明显的现象，然后将试管放在酒精灯上加热，发现试管中有气泡产生。

（提出问题）加热时镁条与水发生反应吗？生成的物质是什么呢？

（猜想与假设）

（1）甲同学认为，加热时应该先将蒸馏水煮沸并迅速冷却，理由是_____。

（2）甲同学认为，加热时镁和水反应生成的气体是_____（选填a、H2或b、N2），不选择另一项的理由是_____。

（实验验证）乙同学向加热的试管中滴入酚酞溶液，溶液显红色。

（实验结论）

（3）镁在加热时与水发生反应，因为加热后溶液中生成了_____性物质。请根据分析写出二者反应的化学方程式_____，看来，关于镁与硫酸铜溶液的反应还是比较复杂的，小明决定接下来跟老师一起继续探究。

Answer 1

【答案】往装有2mL稀硫酸溶液的试管中放入一根用砂纸打磨干净的镁条，观察到镁条表面有气泡产生 铁能与硫酸铜溶液反应，镁比铁活泼 排除溶解在水中的气体 a、H2 反应物中不含有氮元素，不能生成氮气 碱 Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑

【解析】

①锌可与反应生成氢气，因此设计实验，将镁放入硫酸中，观察是否有气泡，即可判断镁与酸能否可以反应；验证预测的实验操作与预期现象是：往装有2mL稀硫酸溶液的试管中放入一根用砂纸打磨干净的镁条，观察到镁条表面有气泡产生；

②镁与硫酸铜可以发生置换反应生成铜，因此需要在预测中，只要找到常见金属活动性比镁弱，但是强于铜，进行预测其可与硫酸铜反应，然后再对比镁与该金属的性质，即可完成实验预测；预测的依据是：铁能与硫酸铜溶液反应，镁比铁活泼；

（1）由于气体加热溶解度变小，因此为了避免水中溶解的气体影响实验结果，需要加热排除内部气体，避免影响实验；

（2）根据质量守恒定律，反应物含有可以生成气体的元素为水中的氢、氧元素，可以生成氢气或者氧气，而氧气可与金属反应，不能形成气泡，所以气体为氢气，反应物中不含有氮元素，因此生成物不能含有氮元素，也就不能生成氮气；

（3）加入酚酞变红，说明溶液显碱性；所以镁与水在加热时反应生成了氢气和氢氧化镁，反应的化学方程式为：Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑。