题目内容

17．合金在生活中应用十分广泛．已知某合金粉末除含铝外，还含有铁、铜中的一种或两种．小明利用如图装置对合金粉末中铁、铜的存在进行探究时，误把氢氧化钠溶液当成稀硫酸加入到锥形瓶中，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】难道NaOH溶液也能与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：2AI+2NaOH+2H2O═2NaAIO2+3H2↑
（NaAlO2溶于水，溶液显无色）
进行猜想】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，还含有铜
猜想3：该合金粉末中除铝外，还含有铁、铜．
实验探究】下列实验（见表1）仅供选用的试剂：20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液．
表1实验记录
 实验步骤 实验现象 结论
 ①取一定量的合金粉末，加过量的30%氢氧化钠溶液，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 合金中一定含有铝
 ②取步骤①所得滤渣，加过量20%的硫酸溶液，充分反应 滤渣部分溶解，并有无色气体放出，溶液呈浅绿色 合金中一定含有铁、铜
【得出结论】猜想3成立．
【反思】
1．一般来说，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是2Al+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2↑
2．上述实验中用到的稀硫酸由浓硫酸稀释得到，稀释浓硫酸的方法是：把浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中，并不断搅拌．
3．若小明向合金粉末中加入的是足量的稀硫酸，则最终剩余的固体成分是铜．
拓展与分析】为了比较铝、铁、铜的金属活动性强弱，某同学设计一个实验方案，将金属铝和铜插入到硫酸亚铁溶液中其现象是铝表面有一层红色物质出现，铜表面无现象．，说明铝、铁、铜金属活动性由弱到强顺序是铝＞铁＞铜．

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、根据铝会与盐酸反应生成氢气的化学方程式联系置换反应的定义进行分析；
2、稀释浓硫酸的方法是教材上的知识，由于浓硫酸溶于水时放热，所以要把浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中，并不断搅拌．
3、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；
【拓展与分析】根据金属与盐溶液反应的条件解答．

解答 解：【进行猜想】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：

实验步骤 实验现象 结论
 ①取一定量的合金粉末，加过量的 30%氢氧化钠溶液，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 合金中一定含有 铝
 ②取步骤①所得滤渣，加过量 20%的硫酸溶液，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 铁、铜
【反思】1、铝能与硫酸反应生成硫酸铝和氢气；铁能与稀硫酸反应，铜不与稀硫酸反应，故最后剩余的金属是铜，故填：2Al+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2↑；
2、由于浓硫酸溶于水时放出大量的热，所以要把浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中，并不断搅拌．故答案为：浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中
3、在金属活动性顺序中，铜排在氢的后面，不与酸反应，故答案为：铜
【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．铝、铁、铜金属活动性由弱到强顺序是铝＞铁＞铜．
答案：
【进行猜想】铜；
实验步骤 实验现象 结论
 ①取一定量的合金粉末，加过量的 30%氢氧化钠溶液，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 合金中一定含有 铝
 ②取步骤①所得滤渣，加过量 20%的硫酸溶液，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 铁、铜
【反思】1.2Al+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2↑；
2．浓硫酸沿烧杯壁慢慢注入水中；
3．铜；
【拓展与分析】铝表面有一层红色物质出现，铜表面无现象；铝＞铁＞铜．

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．

练习册系列答案
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