题目内容
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．【提出疑问】
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：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑（NaAlO2溶于水，溶液显无色）
【进行猜想】
猜想1：该合金粉末除铝外，还含有铁．
猜想2：该合金粉末中除铝外，还含有
猜想3：该合金粉末中除铝外，还含有铁、铜．
【实验探究】
下列实验仅供选用的试剂：20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液．实验记录如下：
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取一定量的合金粉末，加过量的 | 粉末部分溶解，并有无色气体放出 | 合金中一定含有 |
| ②取步骤①所得滤渣，加过量的 | 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 |
（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．铝与稀硫酸反应的化学方程式是
（2）若小明一开始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
【后续探究】
小明找到一块废旧的镁铝合金，积极探究其组成．他取32g铝镁合金样品，将120g氢氧化钠溶液平均分成三份依次加入样品中（2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，镁与氢氧化钠溶液不反应），充分反应后，过滤出固体，将其洗涤、干燥、称量，得实验数据如下：
| 所加氢氧化钠溶液的次数 | 第一次 | 第二次 | 第三次 |
| 剩余固体的质量/g | 21.2 | 10.4 | 8.0 |
（2）所用氢氧化钠溶液中溶质的质量分数．（写出计算过程）
考点：实验探究物质的性质或变化规律,有关溶质质量分数的简单计算,金属的化学性质,根据化学反应方程式的计算
专题：科学探究,综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）
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．
【交流反思】铝能与硫酸反应生成硫酸铝和氢气；铜不与稀硫酸反应；
【后续探究】根据表格提供的数据结合有关反应的化学方程式进行计算即可．
【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．
【交流反思】铝能与硫酸反应生成硫酸铝和氢气；铜不与稀硫酸反应；
【后续探究】根据表格提供的数据结合有关反应的化学方程式进行计算即可．
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：
【交流反思】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↑，铜；【后续探究】
（1）根据表格提供的数据可以看出，与氢氧化钠反应的铝的质量是24g剩余的镁的质量是8g，故铝与镁的质量比是24：8=3：1，故填：3：1；
（2）设氢氧化钠的质量为x
2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑
54 80
10.8g x
=
x=16g
故氢氧化钠溶液的质量分数是：
×100%=40%．
【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 |
（1）根据表格提供的数据可以看出，与氢氧化钠反应的铝的质量是24g剩余的镁的质量是8g，故铝与镁的质量比是24：8=3：1，故填：3：1；
（2）设氢氧化钠的质量为x
2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑
54 80
10.8g x
| 54 |
| 10.8g |
| 80 |
| x |
故氢氧化钠溶液的质量分数是：
| 16g |
| 40g |
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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