Question

（13分）化學是一門以實驗為基礎的學科，通過一年的學習，相信你的實驗能力一定有了很大提高，請你一同參與回答以下問題。
（一）某實驗小組設計了下圖所示的實驗裝置。

⑴ 寫出儀器A的名稱           
⑵ 甲同學認為打開K₁、關閉K₂時，利用I、Ⅱ裝置，可以制取并收集氧氣，該化學反應方程式為 ：                                           。
⑶乙同學認為利用Ⅰ、Ⅲ裝置可以測定空氣中氧氣的含量。關閉K、K₁、K₂，用凸透鏡引燃B中的白磷，待冷卻后打開K₂，整個實驗過程中能觀察到的現象是：①                     ；②                      。
⑷ 丙同學認為可以利用Ⅰ、Ⅲ裝置驗證二氧化碳能與氫氧化鈉溶液發生反應。他在廣口瓶B中預先收集滿二氧化碳氣體，在儀器A中盛放氫氧化鈉濃溶液，燒杯中盛放稀鹽酸， K₁關閉、K₂打開，然后打開K將氫氧化鈉濃溶液滴入廣口瓶中，關閉K，依據            現象，可以證明二氧化碳能與氫氧化鈉溶液發生化學反應。
（二）甲、乙兩同學對有關鎂與鹽酸的反應進行了系列研究（如圖）

探究一：鎂與鹽酸反應過程中的能量變化以及反應速率的變化：`
⑴實驗時需將鎂條進行打磨，其目的是                       。
⑵反應中試管外壁發燙，說明鎂與稀鹽酸反應是放熱反應，化學方程式為                                       。
⑶實驗測得鎂片產生氣體的速率(v)與時間(t)的關系如圖所示，你認為在t₁～t₂時間內反應速率逐漸加快的主要原因是：                                   。

探究二：.反應后所得溶液的酸堿性探究
【發現問題】
⑴反應后甲同學用pH試紙測定試管中溶液的酸堿性，發現pH小于7，說明甲同學所得溶液呈    性，（選填“酸”“堿”或“中”）。
⑵反應后乙同學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：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：猜想Ⅰ：氯化鎂溶液呈堿性使酚酞變成紅色；
猜想Ⅱ：鎂與熱水反應后生成堿使酚酞變紅色。
【實驗與思考】
⑴為驗證猜想，甲、乙兩同學均需測定____溶液的酸堿性，實驗表明該溶液顯弱酸性。
⑵乙同學為驗證猜想Ⅱ，在滴有兩滴酚酞的熱水中放入一段打磨過的鎂條，觀察到溶液很快變為紅色，同時還觀察到鎂條表面有氣泡產生，收集并點燃該氣體，發現氣體能燃燒，請根據以上現象寫出鎂與熱水反應的化學方程式           ；
⑶乙同學在進行上述猜想Ⅱ的探究時，發現實驗一段時間后，酚酞的紅色總是會逐漸消失，于是他猜想可能是鎂與熱水反應后生成的堿逐漸被空氣中的二氧化碳反應掉了，但甲同學猜想可能是水溫逐漸降低，導致                        ，請你設計一個簡單的實驗方案驗證甲或乙的猜想是否成立 (寫出相應的操作、現象和結論)：                                                 。
【結論】
鎂與稀鹽酸反應，若鎂反應完全后所得溶液顯酸性，若鎂過量時所得溶液顯堿性。

Answer 1

（一） ⑴分液漏斗 ⑵2H₂O₂ 2H₂O+ O₂↑ ⑶ ①白磷燃燒，產生大量白煙，放熱；②待冷卻后打開K₂，Ⅲ中的水倒流入Ⅰ中約占瓶內氣體體積的1/5（必答加點字的含義，方可得分） ⑷ Ⅲ中稀鹽酸倒流入Ⅰ中，并有氣泡產生（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)鎂與鹽酸反應放熱，溫度越高，反應速率越快。
探究二：【發現問題】 （1）酸
【實驗與思考】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致Mg(OH)₂的溶解度減小。

（一）（1）由于頸部帶有活塞所以是分液漏斗。（2）裝置I為固液反應制氣裝置，故應選擇過氧化氫溶液和MnO₂制取氧氣，化學方程式為2H₂O₂ 2H₂O+ O₂↑。（3）利用白磷燃燒測定空氣中氧氣的體積含量實驗現象為①白磷燃燒，產生大量白煙，放熱；②待冷卻后打開K₂，Ⅲ中的水倒流入Ⅰ中約占瓶內氣體體積的1/5。（4）CO₂與NaOH反應CO₂+2NaOH==Na₂CO₃+H₂O，會導致裝置Ⅰ中氣壓降低，Ⅲ中稀鹽酸倒流入Ⅰ中，Na₂CO₃+2HCl==2NaCl+H₂O+CO₂↑，又會產生氣體，使裝置中的氣壓上升，所以就會露出，進入裝置Ⅲ中，可以看到有氣泡產生。
（二）探究一：⑴用砂紙打磨鎂條除去金屬表面的氧化物  ⑵鎂與鹽酸反應的化學方程式為 Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑（3）在t₁～t₂時間內反應速率逐漸加快的主要原因是鎂與鹽酸反應放熱，溫度越高，反應速率越快。
探究二：【發現問題】 （1）溶液PH<7說明呈酸性；
【實驗與思考】⑴由甲、乙同學提出猜想可以看出，都需測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，由根據質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）甲同學猜想可能是水溫逐漸降低，導致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致Mg(OH)₂的溶解度減小。