Question

為了研究鋁的某些化學性質及測定某鎂鋁合金中鋁的質量，同學們進行了如下實驗：
【實驗一】用一張已除去表面氧化膜的鋁箔緊緊包裹在試管外壁（如圖1），將試管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空氣中，不久鋁箔表面生出“白毛”，根據實驗現象回答下列問題：
（1）寫出上述過程發生的化學反應中屬于置換反應的化學方程式：

 

該反應放出大量的熱，紅墨水柱左端

 

（填“上升”或“下降”）．
（2）鋁片上生成的白毛是

 

（用化學式表示）．
【實驗二】測定某鋁鎂合金（不含其它元素）中鎂的質量分數，可以設計多種實驗方案進行探究．現在有同學使用如圖2裝置來測定，請填寫下列空白．
（3）裝置中導管a的作用是：①

 

；②消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差．
（4）實驗結束時，在讀取堿式滴定管中液面的體積讀數時，你認為合理的是

 

．
a．不需等待實驗裝置冷卻后立即開始讀數
b．上下移動右邊的滴定管，使其中液面與左邊液面相平
c．應該讀取滴定管粗細交界點處對應的刻度
實驗前后堿式滴定管中液面讀數分別為V₁ mL、V₂ mL．則產生氫氣的體積為

 

mL．

Answer 1

分析：（1）鋁與硝酸汞的反應是鋁能置換出硝酸汞中的汞，據此寫出反應的化學方程式；反應放出熱量，溫度升高，試管中壓強增大；
（2）根據鋁和汞的化學性質進行分析；
（3）保持分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；
（4）反應放熱導致氫氣的溫度偏高，故應冷卻后再進行讀取氫氣的體積，讀取實驗中生成氫氣的體積時上下移動量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，視線與凹液面的最低點水平讀取氫氣的體積；滴定管的數值零刻度在上方，兩次的體積之差為測定的氫氣的體積（注意應保持干燥管與滴定管內液面等高），收集氫氣后滴定管內液面上升，讀數減小．

解答：解：（1）鋁活潑性大于汞，鋁與硝酸汞溶液發生了置換反應，反應的化學方程式為：2Al+3Hg（NO₃）₂=2Al（NO₃）₃+3Hg；由于該反應是放熱反應，溫度升高后升高中的壓強增大，導致紅墨水水柱左端下降，右端升高，
故答案為：2Al+3Hg（NO₃）₂=2Al（NO₃）₃+3Hg；下降；
（2）鋁化學性質比較活潑，而汞化學性質不活潑，所以生成的白毛為氧化鋁，化學式為Al₂O₃，
故答案為：Al₂O₃；
（3）通過裝置中導管a，可以保持分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差，
故答案為：使分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，稀硫酸能順利滴下；
（4）a．反應放熱導致氫氣的溫度偏高，應冷卻后再進行讀取氫氣的體積，故a錯誤；
b．讀取實驗中生成氫氣的體積時上下移動量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，視線與凹液面的最低點水平讀取氫氣的體積，故b正確；
c．讀取滴定管中溶液體積時，應該讀取滴定管粗細交界點處對應的刻度，故c正確；
滴定管的數值零刻度在上方，兩次的體積之差為測定的氫氣的體積，收集氫氣后滴定管內液面讀數減小，故測定氫氣的體積為：V₁-V₂，
故答案為：b、c； V₁-V₂．

點評：本題考查了鋁的化學性質，主要考查物質含量的測定、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設計等，難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵，是對知識的綜合考查，需要學生具有知識的基礎與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．