Question

（2013?徐州）合金在生活中應用十分廣泛．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、銅的存在進行探究時，誤把氫氧化鈉溶液當成稀硫酸加入到錐形瓶中，他驚奇的發現有無色氣體放出，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生化學反應嗎？
【查閱資料】
（1）鋁能與氫氧化鈉溶液反應，鐵、銅不能與氫氧化鈉溶液反應．
（2）鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為：2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑（NaAlO 2 溶于水，溶液現無色）
【進行猜想】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．
【實驗探究】下列實驗（見表1）僅供選用的試劑：20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液．
表1實驗記錄

實驗步驟	實驗現象	結論
①取一定量的合金粉末，加過量的 30%的NaOH溶液 ，充分反應后過濾，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	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

【得出結論】猜想3成立．
【反思】
1．一般來說，活潑金屬能與稀硫酸等算反應，而鋁與酸、堿都能反應，說明鋁具有特殊的性質．鋁與稀硫酸發生化學反應的基本類型是

置換

反應．
2．上述實驗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

濃硫酸沿燒杯壁慢慢注入水中

，并不斷攪拌．
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】請你設計一個實驗方案，比較鋁、鐵、銅的金屬活動性強弱

把一根用砂紙打磨過的鋁絲和銅絲分別插入盛有硫酸亞鐵溶液的試管中，過一會觀察現象

．

Answer 1

分析：【猜想】根據可能含有的物質進行組合分析；
【實驗探究】根據題目資料中的信息：鋁會與堿反應生成氫氣，而鐵和銅不會與堿反應，根據鐵能與酸反應產生氣體且溶液呈淺綠色，聯系題目中所給現象--濾渣溶解會生成氣體，且溶液顯淺綠色反應進行分析得知合金中有鐵；濾渣部分溶解，說明有不與酸反應的固體，銅在金屬活動性順序中排在氫的后面，不能與酸反應，得知合金中含有銅．
【反思】1、根據鋁會與鹽酸反應生成氫氣的化學方程式聯系置換反應的定義進行分析；
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放熱，所以要把濃硫酸沿燒杯壁慢慢注入水中，并不斷攪拌．
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放出氫氣，排在氫后面的金屬，不能與酸反應，其中銅排在氫的后面，不與酸反應；

解答：解：【猜想】合金中除了含有鋁之外，還含有鐵、銅中的一種或兩種，結合題中的猜想可知還有銅，故答案為：銅；
【實驗探究】鋁會與堿反應生成氫氣，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，銅不會與酸反應，可以先用氫氧化鈉鑒別鋁的存在，然后再根據與酸反應時的現象鑒別鐵和銅的存在，故答案為：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
①30%氫氧化鈉溶液	------	鋁
②20%的硫酸溶液	------	鐵、銅

【反思】1、根據鋁會與鹽酸反應生成氫氣的化學方程式聯系置換反應的定義可知該反應屬于置換反應，故答案為：置換
2、由于濃硫酸溶于水時放出大量的熱，所以要把濃硫酸沿燒杯壁慢慢注入水中，并不斷攪拌．故答案為：濃硫酸沿濃硫酸沿燒杯壁慢慢注入水中
3、在金屬活動性順序中，銅排在氫的后面，不與酸反應，故答案為：銅
【拓展與分析】根據金屬與鹽溶液反應的條件，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．
故答案為：把一根用砂紙打磨過的鋁絲和銅絲分別插入盛有硫酸亞鐵溶液的試管中，過一會觀察現象．

點評：此題以實驗探究的形式考查了金屬的化學性質，在解此類題時，首先分析需要鑒別的物質的性質，然后結合題中的現象進行逐一的鑒別．