Question

16．铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用．工业经济的飞速发展，对铝合金的需求日益增多，使铝合金的研究也随之深入．已知某合金粉末除铝外，还含有铁、铜中的一种或两种．某兴趣小组在老师的指导下，对合金粉末中铁、铜的存在情况进行了探究．
查阅资料：铝与氢氧化钠溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑（　产物NaAlO₂溶于水）；Fe、Cu不与氢氧化钠溶液反应．
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（填名称）．
猜想3：该合金粉末中除铝外，还含有铁、铜．
实验探究：下列实验仅供选择的试剂：10%盐酸、30%NaOH溶液．

实验方案	实现现象	结论
①取一定量的合金粉末，加过量的30%的氢氧化钠溶液 ，充分反应后过滤，滤渣备用．	粉末部分溶解，并有气体放出．	合金中一定含有铝．
②取步骤①所得滤渣，加过量的10%盐酸 ，充分反应．	滤渣部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色．	合金中一定含有铁和铜．

探究结论：猜想3成立．
反思：一般来说，活泼金属能与盐酸等酸反应，而铝与酸、碱都能反应，说明铝具有特殊的性质．写出铝与稀盐酸反应的化学方程式2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．
【拓展与分析】（注意：若答对本小题奖励4分，化学总分不超过60分）
请设计两个不同的实验方案，验证铝、铜的金属活动性强弱．
方案一：将铝丝和铜丝分别插入稀盐酸中，观察现象；
方案二：铝丝插入硫酸铜溶液中，观察现象．
【总结归纳】由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有：
①通过金属与酸反应比较；②通过金属与盐溶液反应比较．

Answer 1

分析 【猜想】根据可能含有的物质进行组合分析；
【实验探究】根据铝会与碱反应生成氢气，而铁和铜不会与碱，根据滤渣溶解会生成气体，且溶液显浅绿色反应进行分析；
【反思】根据铝会与盐酸反应生成氢气进行分析．
【拓展与分析】根据已有的知识进行分析，在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来．
【归纳】根据金属和酸反应产生气泡的快慢、金属和盐溶液的反应判断金属性强弱．

解答 解：【猜想】根据所给的猜想我们可以确定猜想2，可能含有铜．而在检验合金的组成时，可以利用合金中不同的金属的不同化学性质和所给的信息来进行了鉴定．检验是否含有铝时，用氢氧化钠和铝反应生成氢气来确定．而检验是否有铁时，可用稀盐酸来检验．检验是否有铜时，利用铜和稀盐酸不能反应来进行．
故答案为：铜；
【实验探究】铝会与碱反应生成氢气，而铁和铜不会与碱反应，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：

实验方案	实现现象	结论
①取一定量的合金粉末，加过量的30%的氢氧化钠溶液，充分反应后过滤，滤渣备用．	粉末部分溶解，并有气体放出．	合金中一定含有 铝．
②取步骤①所得滤渣，加过量的10%盐酸，充分反应．	滤渣部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色．	合金中一定含有铁和铜．

【探究结论】可得猜想3成立．故答案为：3
【反思】铝会与盐酸反应生成氢气，化学方程式为：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．故答案为：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．
【拓展与分析】铝的金属活动性比氢强，能与酸反应，铜的金属活动性比氢弱，不能与酸反应，故探究铝和铜的金属活动性强弱，可将铝丝和铜丝分别插入稀盐酸中，观察现象；铝能与硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜，故证明铝和铜的金属活动性强弱，可将铝丝插入硫酸铜溶液中，观察现象．
故答案为：将铝丝和铜丝分别插入稀盐酸中，观察现象；铝丝插入硫酸铜溶液中，观察现象．
【归纳】由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有①通过金属与酸反应比较；②通过金属与盐溶液反应比较．

点评 本题考查的是金属的活动性顺序的探究，是近几年来中考考查的重点内容之一．本题型考查实验设计的同时，也考查了学生对实验设计题的评价能力，希望同学们认真把握．