Question

19．已知某混合金属粉末，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的质量分数均大于5%．请设计实验证明该粉末中铁、铜的存在．
已知：铝与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气（2Al+2H₂O+2NaOH=2NaAlO₂+3H₂↑），铁和铜不与氢氧化钠溶液反应．
可供选择的实验用品：烧杯、大试管、量筒、滴管、燃烧匙、药匙、磁铁；稀硫酸、稀盐酸、Na0H溶液、氨水．
请你参与并完成以下实验探究过程：
I、提出假设
（1）假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe．
（2）假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有Cu．
（3）假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu．
II、设计并实施实验方案
（1）基于假设1，不用化学试剂，证明金属铁的存在可用利用磁铁吸引粉末，有粉末被吸引，证明含有铁．
（2）基于假设2，将混合金属粉末加入足量稀盐酸中，你观察到的现象是产生气泡，有红色不溶物．
反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑．
（3）基于假设3，请你完成实验操作，描述实验现象．

实验步骤	实验操作（说明仪器和试剂）	实验现象	结论
①	用药匙取少量粉末放入大试管中，再利用滴管滴加足量的氢氧化钠溶液	产生气泡，有不溶物存在	仅除去铝
②	静置后，弃去上层清液，加入足量稀盐酸	产生气泡，有不溶物存在	证明含有铁
③	将大试管静置，弃去上层清液，加水，多次洗涤剩余固体	剩余固体呈紫红色	证明含有铜

Answer 1

分析 I、该混合金属粉末中除铝外还含有Fe，或该混合金属粉末中除铝外还含有Cu，或该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu．
II、铁能被磁铁吸引，而铝和铜不能被磁铁吸引；
铝、铁能和稀盐酸反应生成氢气和相应的盐，铜不能和稀盐酸反应．

解答 解：I、（1）假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe；
（2）假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有Cu；
（3）假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu．
故填：Cu．
II、（1）基于假设1，不用化学试剂，证明金属铁存在的方法是：利用磁铁吸引粉末，有粉末被吸引，证明含有铁；
（2）基于假设2，将混合金属粉末加入足量稀盐酸中，观察到的现象是：产生气泡，有红色不溶物；
铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为：2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑．
故填：利用磁铁吸引粉末，有粉末被吸引，证明含有铁；产生气泡，有红色不溶物；2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑．
（3）基于假设3，实验操作和实验现象如下表所示：

实验步骤	实验操作（说明仪器和试剂）	实验现象	结论
①	用药匙取少量粉末放入大试管中，再利用滴管滴加足量的氢氧化钠溶液	产生气泡，有不溶物存在	仅除去铝
②	静置后，弃去上层清液，加入足量稀盐酸	产生气泡，有不溶物存在	证明含有铁
③	将大试管静置，弃去上层清液，加水，多次洗涤剩余固体	剩余固体呈紫红色	证明含有铜

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．