题目内容
【题目】以下是甲、乙两同学对镁相关实验的系列研究。
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__________。镁与盐酸反应的化学方程式：___________。
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酸性。甲同学：猜想Ⅰ：稀盐酸过量，使溶液呈酸性；猜想Ⅱ：氯化镁溶液呈酸性。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，说明溶液呈碱性。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。乙同学查阅资料得知，镁可以与水发生置换反应，请写出镁与水反应的化学方程式_________。
（5）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：
如图为镁原子、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，得到氢气0.2g。求：
（6）此镁条中金属镁的质量为________。
（7）反应后所得溶液中溶质的质量________。氧化镁与稀盐酸能反应，类似盐酸除铁锈的原理。
【答案】放热 镁与盐酸反应放热，温度越高反应速度越快 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 氯化镁 Mg+2H2O
Mg（OH）2+H2↑ 有关 电子层数 2.4g 11.4g
【解析】
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）由于镁与盐酸反应放热，温度越高反应速度越快；镁与盐酸反应会生成氢气及氯化镁，所以镁与盐酸反应的化学方程式：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑；
研究二、
（3）pH小于7的溶液呈酸性，由于该溶液显酸性，所以要测定氯化镁溶液的酸碱性；
（4）氯化镁溶液的酸碱性，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，说明生成了碱性物质，同时还观察到镁条表面有气体生成，收集并点燃该气体，发现能燃烧说明生成了可燃性气体，根据质量守恒定律中反应前后元素的种类不变，可知该反应的产物是氢氧化镁和氢气，其方程式为：Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑；
（5）依据钠与水反应不需要加热，而镁与水反应需要加热可知：金属与水的反应与金属活动性顺序有关。
研究三、由所学可知钙的活动性强于镁，题目告诉我们已知其中Ba的活动性最强，从粒子结构示意图分析可知三种金属元素的最外层电子数均为2，从而说明最外层电子数相同时，电子层数越多其活动性越强，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：确定镁条的成分：
（6）设镁的质量为x，生成氯化镁的质量为y，
解得x=2.4g，y=9.5g，
答：镁的质量是2.4g。
（7）设氧化镁和稀盐酸反应生成氯化镁的质量为z，
解得z=1.9g，
反应后所得溶液的溶质质量为：9.5g+1.9g=11.4g，
答：反应后所得溶液的溶质质量分数为11.4g。
故本题答案为：（1）放热；
（2）镁与盐酸反应放热，温度越高反应速度越快；Mg+2HCl=MgCl2+H2↑；
（3）氯化镁；
（4）Mg+2H2OMg（OH）2+H2↑；
（5）有关；电子层数；
（6）2.4g；
（7）11.4g。
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【题目】下图是元素周期表的一部分，请根据表中提供的信息按要求填空：
3Li | 4Be | 5B | ① | 7N | ② | 9F | 10Ne |
③ | 12Mg | ④ | 14Si | ⑤ | 16S | 17Cl | 18Ar |
（1）由⑤元素组成的单质在空气中燃烧的化学方程式为 。
（2）由①②③三种元素组成的物质为 。
（3）在元素周期表中，同一行元素最外层电子数的变化规律是 。
