Question

某同學發現老師在做鎂和稀硫酸反應前，總是先用砂皮擦去鎂條表面的灰黑色物質，然后才將銀白色的鎂條投入盛有足量稀硫酸的試管中．該同學在自己做該實驗時，試著將未擦去表面灰黑色物質的鎂條直接投入盛有足量稀硫酸的試管中，結果得到和老師基本一樣的實驗現象．則：
（1）鎂和稀硫酸發生反應的化學方程式為______，該反應屬于基本反應類型中的______反應；
（2）該同學和老師做的這兩次實驗，相同的實驗現象是______
A．鎂條表面有大量無色氣泡　　B．溶液變成淺綠色
C．反應結束后仍有固體剩余　　D．試管壁會發燙
（3）鎂條表面的黑色物質可能是鎂與空氣中的氧氣、二氧化碳和水共同作用的結果，且該黑色物質能發生和堿式碳酸銅類似的反應．現在想探究該黑色物質的組成，請你將主要的實驗步驟及各實驗步驟的且的填入下表（行數不夠可自己添加，多的可著）：

	實驗步驟	實驗目的
1	收集一定量的黑色固體	為實驗作準備
2
3

Answer 1

解：（1）鎂和硫酸反應生成氫氣，化學方程式為：Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑，符合置換反應的特點，屬于置換反應；
（2）鎂和硫酸反應生成氫氣，且反應放熱，可以觀察到相同的實驗現象是：A、鎂條表面有大量無色氣泡，D、試管壁會發燙；
（3）堿式碳酸銅加熱生成氧化銅、二氧化碳和水，鎂條表面的黑色物質具有類似的反應；可將一定量的黑色固體加熱，將生成的氣體先通入先通入盛有一定量無水硫酸銅的干燥管和一定量濃硫酸的洗氣瓶，判斷黑色物質中是否含有氫元素并計算氫元素的質量；將余下的氣體通入一定量的澄清石灰水中，判斷黑色物質中是否含有碳元素，并計算出碳元素的質量，根據氧元素、氫元素和黑色物質的質量確定是否含有氧元素．
故答案為
（1）Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑； 置換；
（2）A、D；
（3）

	實 驗 步 驟	實 驗 目的
2	將一定量的黑色固體加熱，將生成的氣體先通入盛有一定量無水硫酸銅的干燥管和一定量濃硫酸的洗氣瓶	判斷黑色物質中是否有氫元素，并計算出氫元素的質量，為確定是否有氧元素作準備
3	將余下生成的氣體通入一定量的澄清石灰水中	判斷黑色物質中是否有碳元素，并計算出碳元素的質量，為確定是否有氧元素作準備
	其它合理答案也給分	其它合理答案也給分

分析：（1）鎂可以置換出硫酸中的氫，屬于置換反應；
（2）鎂和硫酸反應生成氫氣，反應放熱；
（3）根據題中信息，該黑色物質可能是鎂與空氣中的氧氣、二氧化碳和水共同作用的結果，且該黑色物質能發生和堿式碳酸銅類似的反應，來設計實驗．
點評：本題考查鎂的性質及鎂表面黑色物質組成的探究，實驗涉及知識面廣，對學生思維能力要求高，既考查知識的識記、理解、運用，又考查分析、對比、歸納等思維能力，對這類題目應強化練習，力求舉一反三．