Question

为了研究铝的某些化学性质及测定某镁铝合金中铝的质量，同学们进行了如下实验：
【实验一】用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如图1），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，根据实验现象回答下列问题：
（1）写出上述过程发生的化学反应中属于置换反应的化学方程式：

 

该反应放出大量的热，红墨水柱左端

 

（填“上升”或“下降”）．
（2）铝片上生成的白毛是

 

（用化学式表示）．
【实验二】测定某铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，可以设计多种实验方案进行探究．现在有同学使用如图2装置来测定，请填写下列空白．
（3）装置中导管a的作用是：①

 

；②消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差．
（4）实验结束时，在读取碱式滴定管中液面的体积读数时，你认为合理的是

 

．
a．不需等待实验装置冷却后立即开始读数
b．上下移动右边的滴定管，使其中液面与左边液面相平
c．应该读取滴定管粗细交界点处对应的刻度
实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V₁ mL、V₂ mL．则产生氢气的体积为

 

mL．

Answer 1

分析：（1）铝与硝酸汞的反应是铝能置换出硝酸汞中的汞，据此写出反应的化学方程式；反应放出热量，温度升高，试管中压强增大；
（2）根据铝和汞的化学性质进行分析；
（3）保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差；
（4）反应放热导致氢气的温度偏高，故应冷却后再进行读取氢气的体积，读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积；滴定管的数值零刻度在上方，两次的体积之差为测定的氢气的体积（注意应保持干燥管与滴定管内液面等高），收集氢气后滴定管内液面上升，读数减小．

解答：解：（1）铝活泼性大于汞，铝与硝酸汞溶液发生了置换反应，反应的化学方程式为：2Al+3Hg（NO₃）₂=2Al（NO₃）₃+3Hg；由于该反应是放热反应，温度升高后升高中的压强增大，导致红墨水水柱左端下降，右端升高，
故答案为：2Al+3Hg（NO₃）₂=2Al（NO₃）₃+3Hg；下降；
（2）铝化学性质比较活泼，而汞化学性质不活泼，所以生成的白毛为氧化铝，化学式为Al₂O₃，
故答案为：Al₂O₃；
（3）通过装置中导管a，可以保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差，
故答案为：使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，稀硫酸能顺利滴下；
（4）a．反应放热导致氢气的温度偏高，应冷却后再进行读取氢气的体积，故a错误；
b．读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积，故b正确；
c．读取滴定管中溶液体积时，应该读取滴定管粗细交界点处对应的刻度，故c正确；
滴定管的数值零刻度在上方，两次的体积之差为测定的氢气的体积，收集氢气后滴定管内液面读数减小，故测定氢气的体积为：V₁-V₂，
故答案为：b、c； V₁-V₂．

点评：本题考查了铝的化学性质，主要考查物质含量的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力．