Question

已知某混合金属粉末，除铝处还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上．请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在．
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液．
完成以下实验探究过程：
【提出假设】
假设1  该混合金属粉末中除铝外还含有

 

元素；
假设2  该混合金属粉末中除铝外还含有

 

元素；
假设3  该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素；
【设计实验方案】
基于假设3，设计出实验方案（不要在答题卡上作答）．
【实验过程】
根据上述实验方案，完成实验的相关操作、预期现象和结论．提示：在答题卡上按以下方式作答，注意前后内容对应．

编号	实验操作	实验现象	结论
①	用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量   溶液并滴加到试管A中，充分反应	有固体剩余，并有气泡产生	合金中除铝外还含有Fe、Cu 元素
②	往试管A的剩余固体中加过量   ，充分反应后，静置，取上层清液于试管B中	固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色
③	往试管B中加入少量   ，再滴加KSCN溶液
④	往②剩余固体中加入稀硝酸；再滴加   溶液	固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色；再加某溶液后有蓝色沉淀产生

【反思】
写出在实验①中发生反应的离子方程式：

 

．

Answer 1

分析：【提出假设】：除铝处还含有铁、铜中的一种或两种；
【实验过程】：检验铁和铜，应先加入过量的氢氧化钠溶液，除去铝，然后在剩余固体中加入硫酸，溶液中生成氢气，且呈浅绿色，说明生成硫酸亚铁，说明含有铁，在反应后的溶液中加入硝酸，可将亚铁离子氧化生成铁离子，加入KSCN溶液，溶液变成血红色，最后剩余固体为铜，加入硝酸，铜溶解，最后加入氢氧化钠溶液可生成蓝色沉淀；
【反思】：铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气．

解答：解：【提出假设】：除铝处还含有铁、铜中的一种或两种，有三种情况：除铝外可能含有铁、铜或二者都有，故答案为：Fe（或Cu）；Cu（或Fe）；
【实验过程】：检验铁和铜，应先加入过量的氢氧化钠溶液，除去铝，然后在剩余固体中加入硫酸，溶液中生成氢气，且呈浅绿色，说明生成硫酸亚铁，说明含有铁，在反应后的溶液中加入硝酸，可将亚铁离子氧化生成铁离子，加入KSCN溶液，溶液变成血红色，最后剩余固体为铜，加入硝酸，铜溶解，最后加入氢氧化钠溶液可生成蓝色沉淀，则设计实验可为：

编号	实验操作	实验现象	结论
①	用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量 2mol/LNaOH溶液溶液并滴加到试管A中，充分反应	有固体剩余，并有气泡产生	合金中除铝外还含有Fe、Cu 元素
②	往试管A的剩余固体中加过量1mol/L硫酸，充分反应后，静置，取上层清液于试管B中	固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色
③	往试管B中加入少量2mol/L硝酸，再滴加KSCN溶液	溶液呈血红色
④	往②剩余固体中加入稀硝酸；再滴加 2mol/LNaOH溶液溶液	固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色；再加某溶液后有蓝色沉淀产生

故答案为：

编号	实验操作	实验现象	结论
①	2mol/LNaOH溶液
②	1mol/L硫酸
③	2mol/L硝酸	溶液呈血红色
④	2mol/LNaOH溶液

；
【反思】：铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，故答案为：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑．

点评：本题考查了金属的性质以及实验方案的设计，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，为高考常见题型，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．