Question

5．小明在查阅资料时看到镁是航空工业的重要材料，决定探究镁的性质．
（1）小明推测镁能与氧气、与盐酸、与硫酸铜溶液等三类物质反应，他的依据是金属的化学性质．
（2）小明设计了如下实验对假设进行验证．
①取一支试管，放入一根镁条，加入一定量稀盐酸，观察到有无色气体产生，发生反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑．将镁条换为铁丝，重复上述操作，可观察到产生气体的速率变慢（填“变换”、“变慢”或“不变”）．
②另取一支试管，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． 
（3）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、
资料4：CuO能和稀硫酸反应生成蓝色溶液．
（4）小明猜想镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为H₂．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
将其中一份装入试管中，向其中加入稀硫酸	溶液由无色变成蓝色	① 黑色粉末中含CuO
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．	② 样品质量增加	黑色粉末中含Cu

Answer 1

分析 （1）根据金属活动性顺序表的知识进行分析；
（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；
（4）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的金属，因此可推测镁能与O₂反应、与稀盐酸反应、与硫酸铜溶液反应；
（2）镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，发生反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑；因为在金属活动性顺序中，铁排在镁的后面，因此将镁条换为铁丝，重复上述操作，可观察到产生气体的速率变慢；
（4）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；
根据结论“黑色粉末中含Cu”可知样品在空气中加热一段时间后冷却，样品质量会增加．
故答案为：（1）氧气；盐酸；
（2）Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑；变慢；
（4）①H₂；②黑色粉末中含CuO；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．