Question

17．合金在生活中應(yīng)用十分廣泛．已知某合金粉末除含鋁外，還含有鐵、銅中的一種或兩種．小明利用如圖裝置對合金粉末中鐵、銅的存在進(jìn)行探究時(shí)，誤把氫氧化鈉溶液當(dāng)成稀硫酸加入到錐形瓶中，他驚奇的發(fā)現(xiàn)有無色氣體放出，注射器活塞向右移動．
【提出問題】難道NaOH溶液也能與某些金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎？
【查閱資料】
（1）鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鐵、銅不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)．
（2）鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2AI+2NaOH+2H₂O═2NaAIO₂+3H₂↑
（NaAlO₂溶于水，溶液顯無色）
進(jìn)行猜想】猜想1：該合金粉末中除鋁外，還含有鐵
猜想2：該合金粉末中除鋁外，還含有銅
猜想3：該合金粉末中除鋁外，還含有鐵、銅．
實(shí)驗(yàn)探究】下列實(shí)驗(yàn)（見表1）僅供選用的試劑：20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液．
表1實(shí)驗(yàn)記錄

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取一定量的合金粉末，加過量的30%氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后過濾，濾渣備用	粉末部分溶解，并有無色氣體放出	合金中一定含有鋁
②取步驟①所得濾渣，加過量20%的硫酸溶液，充分反應(yīng)	濾渣部分溶解，并有無色氣體放出，溶液呈淺綠色	合金中一定含有鐵、銅

【得出結(jié)論】猜想3成立．
【反思】
1．一般來說，活潑金屬能與稀硫酸等酸反應(yīng)，而鋁與酸、堿都能反應(yīng)，說明鋁具有特殊的性質(zhì)．鋁與稀硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑
2．上述實(shí)驗(yàn)中用到的稀硫酸由濃硫酸稀釋得到，稀釋濃硫酸的方法是：把濃硫酸沿?zé)�杯壁慢慢注入水中，并不斷攪拌�?br />3．若小明向合金粉末中加入的是足量的稀硫酸，則最終剩余的固體成分是銅．
拓展與分析】為了比較鋁、鐵、銅的金屬活動性強(qiáng)弱，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，將金屬鋁和銅插入到硫酸亞鐵溶液中其現(xiàn)象是鋁表面有一層紅色物質(zhì)出現(xiàn)，銅表面無現(xiàn)象．，說明鋁、鐵、銅金屬活動性由弱到強(qiáng)順序是鋁＞鐵＞銅．

Answer 1

分析 【猜想】根據(jù)可能含有的物質(zhì)進(jìn)行組合分析；
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)題目資料中的信息：鋁會與堿反應(yīng)生成氫氣，而鐵和銅不會與堿反應(yīng)，根據(jù)鐵能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體且溶液呈淺綠色，聯(lián)系題目中所給現(xiàn)象--濾渣溶解會生成氣體，且溶液顯淺綠色反應(yīng)進(jìn)行分析得知合金中有鐵；濾渣部分溶解，說明有不與酸反應(yīng)的固體，銅在金屬活動性順序中排在氫的后面，不能與酸反應(yīng)，得知合金中含有銅．
【反思】1、根據(jù)鋁會與鹽酸反應(yīng)生成氫氣的化學(xué)方程式聯(lián)系置換反應(yīng)的定義進(jìn)行分析；
2、稀釋濃硫酸的方法是教材上的知識，由于濃硫酸溶于水時(shí)放熱，所以要把濃硫酸沿?zé)�杯壁慢慢注入水中，并不斷攪拌�?br />3、在金屬活動性順序中，只有排在氫前面的金屬才能與酸反應(yīng)放出氫氣，排在氫后面的金屬，不能與酸反應(yīng)，其中銅排在氫的后面，不與酸反應(yīng)；
【拓展與分析】根據(jù)金屬與鹽溶液反應(yīng)的條件解答．

解答 解：【進(jìn)行猜想】合金中除了含有鋁之外，還含有鐵、銅中的一種或兩種，結(jié)合題中的猜想可知還有銅，故答案為：銅；
【實(shí)驗(yàn)探究】鋁會與堿反應(yīng)生成氫氣，而鐵和銅不會與堿，濾渣溶解會生成氣體，且溶液顯淺綠色反應(yīng)，銅不會與酸反應(yīng)，可以先用氫氧化鈉鑒別鋁的存在，然后再根據(jù)與酸反應(yīng)時(shí)的現(xiàn)象鑒別鐵和銅的存在，故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取一定量的合金粉末，加過量的 30%氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后過濾，濾渣備用	粉末部分溶解，并有無色氣體放出	合金中一定含有 鋁
②取步驟①所得濾渣，加過量 20%的硫酸溶液，充分反應(yīng)	濾渣部分溶解，并有無色氣體放出，溶液呈淺綠色	合金中一定含有 鐵、銅

【反思】1、鋁能與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和氫氣；鐵能與稀硫酸反應(yīng)，銅不與稀硫酸反應(yīng)，故最后剩余的金屬是銅，故填：2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
2、由于濃硫酸溶于水時(shí)放出大量的熱，所以要把濃硫酸沿?zé)�杯壁慢慢注入水中，并不斷攪拌．故答案為：濃硫酸沿�(zé)�杯壁慢慢注入水�?br />3、在金屬活動性順序中，銅排在氫的后面，不與酸反應(yīng)，故答案為：銅
【拓展與分析】根據(jù)金屬與鹽溶液反應(yīng)的條件，在金屬活動性順序中，排在前面的金屬能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換，所以鋁能置換出鐵，銅不能置換出鐵．鋁、鐵、銅金屬活動性由弱到強(qiáng)順序是鋁＞鐵＞銅．
答案：
【進(jìn)行猜想】銅；

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取一定量的合金粉末，加過量的 30%氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后過濾，濾渣備用	粉末部分溶解，并有無色氣體放出	合金中一定含有 鋁
②取步驟①所得濾渣，加過量 20%的硫酸溶液，充分反應(yīng)	濾渣部分溶解，并有無色氣體放出，溶液呈淺綠色	合金中一定含有 鐵、銅

【反思】1.2Al+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂↑；
2．濃硫酸沿?zé)�杯壁慢慢注入水中�?br />3．銅；
【拓展與分析】鋁表面有一層紅色物質(zhì)出現(xiàn)，銅表面無現(xiàn)象；鋁＞鐵＞銅．

點(diǎn)評 此題以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)，在解此類題時(shí)，首先分析需要鑒別的物質(zhì)的性質(zhì)，然后結(jié)合題中的現(xiàn)象進(jìn)行逐一的鑒別．