Question

9．某化學(xué)興趣小組欲研究一種鎂鋁合金，以下是部分實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)完成填空．
[實(shí)驗(yàn)一]從鎂鋁合金片上剪下一小塊，先稱重，然后投到盛有10mL 10mol•L^-1NaOH溶液（足量）的錐形瓶里．
（1）從反應(yīng)開始至反應(yīng)結(jié)束，依次可觀察到的現(xiàn)象有：①切口斷面處先產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)由慢到快；②小塊合金在溶液中上下翻騰；③溶液升溫；④反應(yīng)后，溶液中殘留黑色固體．
（2）開始時(shí)產(chǎn)生氣泡速率慢，其主要原因（除溫度、電化學(xué)因素外）是合金表面有氧化膜．
（3）欲利用此反應(yīng)測(cè)定合金中鋁的含量，請(qǐng)仿照方法①寫出另一種不同方法所需數(shù)據(jù)．

方法	需測(cè)定的數(shù)據(jù)
①	測(cè)定產(chǎn)生的H2的體積
②	“測(cè)定殘留固體鎂的質(zhì)量”或“測(cè)定反應(yīng)消耗或剩余的NaOH的量”或“測(cè)定生成的NaAlO2的量”

[實(shí)驗(yàn)二]向?qū)嶒?yàn)一的錐形瓶里滴加1mol•L^-1HCl，使鎂、鋁兩種元素恰好只以氯化物的形式存在．
[實(shí)驗(yàn)三]請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二所得溶液中的Mg²⁺、Al³⁺．
限選實(shí)驗(yàn)用品與試劑：燒杯、試管、滴管、1mol•L^-1NaOH溶液、1mol•L^-1HCl溶液、蒸餾水．
根據(jù)你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，敘述實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．（可填滿、可不填滿）

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：
步驟2：
…

[實(shí)驗(yàn)四]粉末狀試樣A是由MgO和Fe₂O₃組成的混合物．取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成．
產(chǎn)物中的單質(zhì)B是Fe（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 [實(shí)驗(yàn)一]
（2）鎂鋁合金在空氣中被氧氣氧化生成氧化鋁和氧化鎂，與酸反應(yīng)開始生成氣體速率慢；
（3）測(cè)定鋁的含量，利用鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鎂和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，需要稱量剩余鎂的質(zhì)量或測(cè)定反應(yīng)消耗或剩余的NaOH的量或測(cè)定生成的NaAlO₂的量；
[實(shí)驗(yàn)三]取少量實(shí)驗(yàn)二所得溶液于試管A中，加入過(guò)量的NaOH溶液，根據(jù)有白色沉淀生成判斷Mg²⁺的存在；
用滴管將試管A中上層清液轉(zhuǎn)移至試管B，滴加鹽酸，根據(jù)先有白色沉淀生成，后白色沉淀溶解判斷Al³⁺的存在．
[實(shí)驗(yàn)四]鋁熱反應(yīng)本質(zhì)是置換反應(yīng)，金屬性Mg＞Al＞Fe，所以發(fā)生Al與Fe₂O₃反應(yīng)，置換出鐵．

解答 解：[實(shí)驗(yàn)一]
（2）開始時(shí)產(chǎn)生氣泡速率慢，其主要原因（除溫度、電化學(xué)因素外）鎂鋁合金在空氣中被氧氣氧化生成氧化鋁和氧化鎂，與酸反應(yīng)開始生成氣體速率慢；
故答案為：合金表面有氧化膜；
（3）②測(cè)定鋁的含量，利用鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鎂和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，需要稱量剩余鎂的質(zhì)量或測(cè)定反應(yīng)消耗或剩余的NaOH的量或測(cè)定生成的NaAlO₂的量
故答案為：“測(cè)定殘留固體鎂的質(zhì)量”或“測(cè)定反應(yīng)消耗或剩余的NaOH的量”或“測(cè)定生成的NaAlO₂的量”；
[實(shí)驗(yàn)三]取少量實(shí)驗(yàn)二所得溶液于試管A中，加入過(guò)量的6mol•L^-1NaOH溶液，充分振蕩，靜置，有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明浸取液中含有Mg²⁺；
用滴管將試管A中上層清液轉(zhuǎn)移至試管B，滴加0.1mol•L^-1鹽酸至過(guò)量，邊加邊振蕩，有白色沉淀生成，后白色沉淀溶解，說(shuō)明Al³⁺的存在，
故答案為：

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量實(shí)驗(yàn)二所得溶液于試管A中，向試管A中滴加過(guò)量1 mol•L-1NaOH溶液，充分振蕩，靜置	有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明溶液中含Mg2+
步驟2：用滴管將試管A中上層清液轉(zhuǎn)移至試管B，向試管B中逐滴滴加1 mol•L-1HCl至過(guò)量，邊滴邊振蕩	有白色沉淀產(chǎn)生然后沉淀又溶解，說(shuō)明溶液中含Al3+

[實(shí)驗(yàn)四]鋁熱反應(yīng)本質(zhì)是置換反應(yīng)，金屬性Mg＞Al＞Fe，所以發(fā)生Al與Fe₂O₃反應(yīng)，置換出鐵，故B為Fe，
故答案為：Fe．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鋁熱反應(yīng)、離子檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)等，屬于拼合型題目，難度中等，注意鋁熱反應(yīng)本質(zhì)為置換反應(yīng)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，注意Mg²⁺、Al³⁺離子的性質(zhì)和分離的應(yīng)用．