某研究小組探究鎂、鋁與Na₂CO₃溶液的反應(yīng)。
實驗Ⅰ：將過量鎂條、鋁條（除去表面氧化膜）分別放入60℃的溫水中，觀察到開始時鎂條表面有氣泡，5分鐘后氣泡迅速減少直至反應(yīng)停止；鋁條表面無明顯現(xiàn)象。
實驗Ⅱ：將過量鎂條、鋁條（除去表面氧化膜）分別放入飽和Na₂CO₃溶液（pH=12）中，觀察到鎂條表面有氣泡，且持續(xù)時間較長，溶液中產(chǎn)生白色渾濁；鋁條表面持續(xù)產(chǎn)生氣泡。
（1）實驗Ⅰ中鎂條表面產(chǎn)生氣泡的反應(yīng)為

Mg+2H₂O=Mg（OH）₂+H₂↑

Mg+2H₂O=Mg（OH）₂+H₂↑

。
（2）實驗Ⅱ中飽和Na₂CO₃溶液pH=12的原因

CO

2

-

3

+H₂O?

HCO

-

3

+OH^-

CO

2

-

3

+H₂O?

HCO

-

3

+OH^-

（寫離子方程式）。
（3）探究實驗Ⅰ和Ⅱ現(xiàn)象不同的原因，設(shè)計實驗Ⅲ。

實驗Ⅲ	a	b
現(xiàn)象	電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，鎂條上無明顯現(xiàn)象；隨后電流計指針迅速歸零繼而向左偏轉(zhuǎn)，鎂條上少量氣泡產(chǎn)生，鋁條上持續(xù)有氣泡產(chǎn)生。	電流計指針持續(xù)向右偏轉(zhuǎn)，示數(shù)逐漸減小，溶液中有白色渾濁物，鋁條上持續(xù)有氣泡產(chǎn)生

①實驗a是b的對照組，所用NaOH溶液的濃度為

0.01mol/L

0.01mol/L

。
②實驗a中開始時Mg是原電池的

負

負

極。
③用化學(xué)用語表示實驗a中鋁條上持續(xù)產(chǎn)生氣泡的原因

2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-、2Al+2OH^-+6H₂O=2Al（OH）₄^-+3H₂↑

2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-、2Al+2OH^-+6H₂O=2Al（OH）₄^-+3H₂↑

。
④查閱資料，實驗b中沉淀成分為Mg₂（OH）₂CO₃?aH₂O，實驗證實了沉淀中含有

CO

2

-

3

、OH^-：將白色渾濁物過濾、洗滌，加入0.1mol/L鹽酸ymL恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生標(biāo)況下的CO₂氣體xmL，x、y之間的關(guān)系為

x＜1.12y

x＜1.12y

（用含x、y的表達式表示）。
⑤實驗a中電流計指針出現(xiàn)反向偏轉(zhuǎn)，而實驗b中電流計指針未發(fā)生反向偏轉(zhuǎn)的原因

Mg還原性強于Al,實驗a中首先Mg失去電子生成Mg²⁺，結(jié)合OH^-生成致密的Mg（OH）₂覆蓋在鎂條表面，鎂條還原性降低作正極，使電流計指針反向偏轉(zhuǎn)；實驗b中由于

CO

2

-

3

濃度較高，Mg²⁺結(jié)合OH^-和

CO

2

-

3

生成Mg₂（OH）₂CO₃?aH₂O，從鎂條表面脫落，鎂條因未被充分覆蓋一直作負極，電流計指針不反向偏轉(zhuǎn)

Mg還原性強于Al,實驗a中首先Mg失去電子生成Mg²⁺，結(jié)合OH^-生成致密的Mg（OH）₂覆蓋在鎂條表面，鎂條還原性降低作正極，使電流計指針反向偏轉(zhuǎn)；實驗b中由于

CO

2

-

3

濃度較高，Mg²⁺結(jié)合OH^-和

CO

2

-

3

生成Mg₂（OH）₂CO₃?aH₂O，從鎂條表面脫落，鎂條因未被充分覆蓋一直作負極，電流計指針不反向偏轉(zhuǎn)

。
（4）結(jié)合鋁元素的分布系數(shù)解釋實驗Ⅱ中鋁與飽和Na₂CO₃溶液持續(xù)產(chǎn)生細小氣泡的原因

飽和Na₂CO₃溶液pH=12，鋁元素主要以Al（OH）₄^-形式存在，使鋁與Na₂CO₃溶液的反應(yīng)可以持續(xù)進行

飽和Na₂CO₃溶液pH=12，鋁元素主要以Al（OH）₄^-形式存在，使鋁與Na₂CO₃溶液的反應(yīng)可以持續(xù)進行

。已知：Al³⁺、Al（OH）₃、Al（OH）₄^-分布分數(shù)與溶液pH的關(guān)系如圖所示：