Question

合金在生活中应用十分广泛，已知某合金粉末除含有铝外，还含有铁、铜中的一种或两种．小明按如图所示装置对合金的成分进行探究时，误把氢氧化钠溶液当成稀硫酸加入锥形瓶中，他惊奇的发现有无色气体放出，注射器活塞向右移动．
【提出问题】合金粉末中存在哪些金属？
           NaOH溶液也能与其中某些金属发生化学反应吗？
【查阅资料】
（1）铝能与氢氧化钠溶液反应，铁、铜不能与氢氧化钠溶液反应．
（2）铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑（NaAlO₂溶于水，溶液显无色）
小明继续对合金粉末的成分进行探究：
【作出猜想】猜想1：该合金粉末中除铝外，还含有铁．
          猜想2：该合金粉末中除铝外，还含有

 

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          猜想3：该合金粉末中除铝外，还含有铁、铜．
【进行实验】小明设计了如下实验，请帮他完成实验记录（可仅供选用的试剂：20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液）．

实验步骤	实验现象	结论
①取一定量的合金粉末，加过量的   ，充分反应后过滤，滤渣备用	粉末部分溶解，并有无色气体放出，溶液呈无色	合金中一定含有
②取步骤①所得滤渣，加过量   ，充分反应	滤渣部分溶解，并有无色气体放出，溶液呈浅绿色	合金中一定含有

【得出结论】猜想3成立．
【交流反思】一般来说，活泼金属能与稀硫酸等酸反应，而铝与酸、碱都能反应，说明铝具有特殊的性质．铝与稀硫酸发生化学反应的化学方程式：

 

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【拓展研究】请你设计一个实验方案，比较铝、铁、铜的金属活动性强弱

 

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Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,金属的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【猜想】根据可能含有的物质进行组合分析；
【实验探究】根据题目资料中的信息：铝会与碱反应生成氢气，而铁和铜不会与碱反应，根据铁能与酸反应产生气体且溶液呈浅绿色，联系题目中所给现象--滤渣溶解会生成气体，且溶液显浅绿色反应进行分析得知合金中有铁；滤渣部分溶解，说明有不与酸反应的固体，铜在金属活动性顺序中排在氢的后面，不能与酸反应，得知合金中含有铜．
【反思】1、根据铝会与硫酸反应生成氢气的化学方程式进行分析；
【拓展探究】在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属才能与酸反应放出氢气，排在氢后面的金属，不能与酸反应，其中铜排在氢的后面，不与酸反应．

解答：解：【猜想】合金中除了含有铝之外，还含有铁、铜中的一种或两种，结合题中的猜想可知还有铜，故答案为：铜；
【实验探究】铝会与碱反应生成氢气，而铁和铜不会与碱，滤渣溶解会生成气体，且溶液显浅绿色反应，铜不会与酸反应，可以先用氢氧化钠鉴别铝的存在，然后再根据与酸反应时的现象鉴别铁和铜的存在，故答案为：

实验操作	实验现象	实验结论
①30%氢氧化钠溶液	------	铝
②20%的硫酸溶液	------	铁、铜

【反思】铝会与硫酸反应生成氢气和硫酸铝，故填：2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
【拓展与分析】根据金属与盐溶液反应的条件，在金属活动性顺序中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换，所以铝能置换出铁，铜不能置换出铁．
故答案为：把一根用砂纸打磨过的铝丝和铜丝分别插入盛有硫酸亚铁溶液的试管中，过一会观察现象．

点评：此题以实验探究的形式考查了金属的化学性质，在解此类题时，首先分析需要鉴别的物质的性质，然后结合题中的现象进行逐一的鉴别．