Question

(16分)某研究小組取足量形狀、質量均相同的鋁片，分別與濃度均為6 mol?L^－1的等體積的鹽酸、氫氧化鈉溶液充分反應后，取出剩余的鋁片洗凈、干燥、稱量。
（1）上述反應剩余鋁片的質量，前者________后者（填“大于”或“小于”或“等于”)。
（2）觀察鋁片與鹽酸反應后的溶液較渾濁，且試管底部有少量黑色固體。
查資料已知：
①鋁與鹽酸反應，因反應過快而變成粉末分散到溶液中，形成黑色固體
②電解法冶煉鋁所用的原料氧化鋁是從鋁土礦中提取的，氧化鋁中往往還含有微量的氧化鐵和二氧化硅雜質。寫出在電解池中生成的鋁與雜質二氧化硅反應的化學方程式： ________。
（3）為探究（2）中黑色固體的成分，提出合理假設。
假設1：黑色固體是Al和Fe
假設2：黑色固體是Al和Si
假設3：黑色固體是Al和_______________
（4）設計實驗方案，基于假設3進行實驗，驗證黑色固體含有Al之外的其它成分。
限選實驗試劑：蒸餾水、6mol·L^-1H₂SO₄溶液、6mol·L^-1NaOH溶液、6mol·L^-1氨水、0.01mol·L^-1KMnO₄溶液、新制氯水、20%KSCN溶液。

實驗步驟	預期實驗現象和結論
步驟1：將反應所得濁液過濾、洗滌，取少量固體于試管中，加入足量的6mol·L-1  H2SO4溶液，充分振蕩，靜置。	___________________________________， 證明黑色固體含有Si
步驟2：

（5）已知硅與NaOH溶液反應與鋁相似。取m₁g黑色固體加足量NaOH溶液充分溶解，
濾去不溶物（不考慮可溶物的損失），配成250mL溶液，取出25.00mL溶液，按下列操作進行實驗：

在上述操作中，需要用到的玻璃定量儀器有________________________________；
計算黑色固體中Al的質量分數為__________________（相對原子質量：Al-27  Fe-56  H-1  O-16）。

Answer 1

（1）大于（2分） （2）②4Al＋3SiO₂3Si＋2Al₂O₃（3分） （3）Fe、Si（2分）
（4）

步驟1：	有氣體放出，黑色固體部分溶解（1分）
步驟2：取A試管中少量上層清夜，加入少量新制氯水，再滴加1~2滴20%KSCN溶液（2分） （或其他合理答案）	溶液顯紅色，證明黑色固體含有Fe（1分）

（5）250mL容量瓶、堿式滴定管（2分）    （3分）

（1）等量的鋁消耗的鹽酸多于氫氧化鈉的，所以鹽酸中剩余的鋁多。
（2）鋁和二氧化硅的反應是置換反應，反應式為4Al＋3SiO₂3Si＋2Al₂O₃。
（3）根據假設1、2可知，假設3應是Al和Fe、Si。
（4）由于鐵能和酸反應，硅不能。但硅能和氫氧化鈉溶液反應，而鐵不能，據此可以鑒別。
（5）配制一定物質的量濃度溶液需要容量瓶，溶液顯堿性，準確量取溶液需要堿式滴定管。最后得到的固體是氧化鋁，黑色固體中Al的質量分數為