解题思路:提出假设:实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在,可假设只含Al,或假设只含Zn,或二者都有,以此验证;实验探究:(1)(2)根据甲同学基于假设③设计实验方案,样品加入酸之后生成了镁盐、铝盐和锌盐,镁盐加过量的强碱生成了沉淀不溶解,而铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀然后沉淀溶解;而镁盐、铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀然后沉淀溶解,由实验方案可知镁盐、铝盐和锌盐形成的沉淀分三次分离,第一次为:Mg(OH)2,试剂M为NaOH溶液,第二次为:Al(OH)3,铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀,然后沉淀溶解,在滤液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀刚好溶解,又形成了铝盐和锌盐,锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀,然后沉淀溶解,铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,这样实现了Al(OH)沉淀的分离;第三次为Zn(OH)2,在滤液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入适量的NaOH溶液,形成沉淀;(3)根据对比甲、乙两同学的实验,发现甲比乙多了第一步加稀硫酸;(4)Mg不与碱反应,沉淀C为Mg,以此解答.
提出假设:除Mg外,还含有Al、Zn中的一种或两种,因此粉末的组成有三种可能,即除Mg外只含Al、只含Zn、或既含Al又含Zn,
故答案为:Al;Zn;
实验探究:由实验方案可知镁盐、铝盐和锌盐形成的沉淀分三次分离,
第一次为:Mg(OH)2,试剂M为NaOH溶液,
第二次为:Al(OH)3,铝盐和锌盐加过量的强碱先生成了沉淀,然后沉淀溶解,在滤液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀刚好溶解又形成了铝盐和锌盐,锌盐加过量的弱碱先生成了沉淀,然后沉淀溶解,铝盐加过量的弱碱也生成了沉淀,然后沉淀不溶解,实现了Al(OH)3沉淀的分离;
第三次为Zn(OH)2,在滤液中逐滴加入稀硫酸,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入适量的NaOH溶液,形成沉淀,
(1)由上述分析可知,试剂M为NaOH溶液,故答案为:NaOH溶液;
Al(OH)3;
(2)操作I为在滤液中加入稀硫酸,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入足量的稀氨水,故答案为:在滤液中加入稀硫酸,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入足量的稀氨水;
(3)对比甲、乙两同学的实验,发现甲比乙多了第一步加稀硫酸,其优点为步骤简单,节约试剂,
故答案为:步骤简单,节约试剂;
(4)Mg不与碱反应,图2中沉淀C为Mg,将沉淀C小心洗涤、干燥后称量、计算即可测定了W g样品中金属镁(Mg)的质量分数,故答案为:将沉淀C小心洗涤、干燥后称量、计算即可.
点评:
本题考点: 物质的检验和鉴别的实验方案设计;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
考点点评: 本题考查了金属的性质以及实验方案的设计,题目难度较大,尤其是锌及其化合物性质的运用,注意把握性质的差异分析分离流程为解答的关键.