Question

合金在生活中應(yīng)用十分廣泛，已知某合金粉末除含有鋁外，還含有鐵、銅中的一種或兩種．小明按如圖所示裝置對(duì)合金的成分進(jìn)行探究時(shí)，誤把氫氧化鈉溶液當(dāng)成稀硫酸加入錐形瓶中，他驚奇的發(fā)現(xiàn)有無色氣體放出，注射器活塞向右移動(dòng)．
【提出問題】合金粉末中存在哪些金屬？
           NaOH溶液也能與其中某些金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎？
【查閱資料】
（1）鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鐵、銅不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)．
（2）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑（NaAlO₂溶于水，溶液顯無色）
小明繼續(xù)對(duì)合金粉末的成分進(jìn)行探究：
【作出猜想】猜想1：該合金粉末中除鋁外，還含有鐵．
          猜想2：該合金粉末中除鋁外，還含有

 

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          猜想3：該合金粉末中除鋁外，還含有鐵、銅．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)幫他完成實(shí)驗(yàn)記錄（可僅供選用的試劑：20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液）．

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取一定量的合金粉末，加過量的   ，充分反應(yīng)后過濾，濾渣備用	粉末部分溶解，并有無色氣體放出，溶液呈無色	合金中一定含有
②取步驟①所得濾渣，加過量   ，充分反應(yīng)	濾渣部分溶解，并有無色氣體放出，溶液呈淺綠色	合金中一定含有

【得出結(jié)論】猜想3成立．
【交流反思】一般來說，活潑金屬能與稀硫酸等酸反應(yīng)，而鋁與酸、堿都能反應(yīng)，說明鋁具有特殊的性質(zhì)．鋁與稀硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

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【拓展研究】請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，比較鋁、鐵、銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱

 

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Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,金屬的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【猜想】根據(jù)可能含有的物質(zhì)進(jìn)行組合分析；
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)題目資料中的信息：鋁會(huì)與堿反應(yīng)生成氫氣，而鐵和銅不會(huì)與堿反應(yīng)，根據(jù)鐵能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體且溶液呈淺綠色，聯(lián)系題目中所給現(xiàn)象--濾渣溶解會(huì)生成氣體，且溶液顯淺綠色反應(yīng)進(jìn)行分析得知合金中有鐵；濾渣部分溶解，說明有不與酸反應(yīng)的固體，銅在金屬活動(dòng)性順序中排在氫的后面，不能與酸反應(yīng)，得知合金中含有銅．
【反思】1、根據(jù)鋁會(huì)與硫酸反應(yīng)生成氫氣的化學(xué)方程式進(jìn)行分析；
【拓展探究】在金屬活動(dòng)性順序中，只有排在氫前面的金屬才能與酸反應(yīng)放出氫氣，排在氫后面的金屬，不能與酸反應(yīng)，其中銅排在氫的后面，不與酸反應(yīng)．

解答：解：【猜想】合金中除了含有鋁之外，還含有鐵、銅中的一種或兩種，結(jié)合題中的猜想可知還有銅，故答案為：銅；
【實(shí)驗(yàn)探究】鋁會(huì)與堿反應(yīng)生成氫氣，而鐵和銅不會(huì)與堿，濾渣溶解會(huì)生成氣體，且溶液顯淺綠色反應(yīng)，銅不會(huì)與酸反應(yīng)，可以先用氫氧化鈉鑒別鋁的存在，然后再根據(jù)與酸反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象鑒別鐵和銅的存在，故答案為：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
①30%氫氧化鈉溶液	------	鋁
②20%的硫酸溶液	------	鐵、銅

【反思】鋁會(huì)與硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸鋁，故填：2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
【拓展與分析】根據(jù)金屬與鹽溶液反應(yīng)的條件，在金屬活動(dòng)性順序中，排在前面的金屬能把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換，所以鋁能置換出鐵，銅不能置換出鐵．
故答案為：把一根用砂紙打磨過的鋁絲和銅絲分別插入盛有硫酸亞鐵溶液的試管中，過一會(huì)觀察現(xiàn)象．

點(diǎn)評(píng)：此題以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)，在解此類題時(shí)，首先分析需要鑒別的物質(zhì)的性質(zhì)，然后結(jié)合題中的現(xiàn)象進(jìn)行逐一的鑒別．