Question

16．鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用．工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對鋁合金的需求日益增多，使鋁合金的研究也隨之深入．已知某合金粉末除鋁外，還含有鐵、銅中的一種或兩種．某興趣小組在老師的指導(dǎo)下，對合金粉末中鐵、銅的存在情況進(jìn)行了探究．
查閱資料：鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H₂O═2NaAlO₂+3H₂↑（　產(chǎn)物NaAlO₂溶于水）；Fe、Cu不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)．
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（填名稱）．
猜想3：該合金粉末中除鋁外，還含有鐵、銅．
實驗探究：下列實驗僅供選擇的試劑：10%鹽酸、30%NaOH溶液．

實驗方案	實現(xiàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取一定量的合金粉末，加過量的30%的氫氧化鈉溶液 ，充分反應(yīng)后過濾，濾渣備用．	粉末部分溶解，并有氣體放出．	合金中一定含有鋁．
②取步驟①所得濾渣，加過量的10%鹽酸 ，充分反應(yīng)．	濾渣部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色．	合金中一定含有鐵和銅．

探究結(jié)論：猜想3成立．
反思：一般來說，活潑金屬能與鹽酸等酸反應(yīng)，而鋁與酸、堿都能反應(yīng)，說明鋁具有特殊的性質(zhì)．寫出鋁與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．
【拓展與分析】（注意：若答對本小題獎勵4分，化學(xué)總分不超過60分）
請設(shè)計兩個不同的實驗方案，驗證鋁、銅的金屬活動性強(qiáng)弱．
方案一：將鋁絲和銅絲分別插入稀鹽酸中，觀察現(xiàn)象；
方案二：鋁絲插入硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象．
【總結(jié)歸納】由上述實驗得出比較金屬活動性強(qiáng)弱的方法有：
①通過金屬與酸反應(yīng)比較；②通過金屬與鹽溶液反應(yīng)比較．

Answer 1

分析 【猜想】根據(jù)可能含有的物質(zhì)進(jìn)行組合分析；
【實驗探究】根據(jù)鋁會與堿反應(yīng)生成氫氣，而鐵和銅不會與堿，根據(jù)濾渣溶解會生成氣體，且溶液顯淺綠色反應(yīng)進(jìn)行分析；
【反思】根據(jù)鋁會與鹽酸反應(yīng)生成氫氣進(jìn)行分析．
【拓展與分析】根據(jù)已有的知識進(jìn)行分析，在金屬活動性順序中，氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來．
【歸納】根據(jù)金屬和酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢、金屬和鹽溶液的反應(yīng)判斷金屬性強(qiáng)弱．

解答 解：【猜想】根據(jù)所給的猜想我們可以確定猜想2，可能含有銅．而在檢驗合金的組成時，可以利用合金中不同的金屬的不同化學(xué)性質(zhì)和所給的信息來進(jìn)行了鑒定．檢驗是否含有鋁時，用氫氧化鈉和鋁反應(yīng)生成氫氣來確定．而檢驗是否有鐵時，可用稀鹽酸來檢驗．檢驗是否有銅時，利用銅和稀鹽酸不能反應(yīng)來進(jìn)行．
故答案為：銅；
【實驗探究】鋁會與堿反應(yīng)生成氫氣，而鐵和銅不會與堿反應(yīng)，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)時的現(xiàn)象鑒別鐵和銅的存在，故答案為：

實驗方案	實現(xiàn)現(xiàn)象	結(jié)論
①取一定量的合金粉末，加過量的30%的氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后過濾，濾渣備用．	粉末部分溶解，并有氣體放出．	合金中一定含有 鋁．
②取步驟①所得濾渣，加過量的10%鹽酸，充分反應(yīng)．	濾渣部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色．	合金中一定含有鐵和銅．

【探究結(jié)論】可得猜想3成立．故答案為：3
【反思】鋁會與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，化學(xué)方程式為：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．故答案為：2Al+6HCl═2AlCl₃+3H₂↑．
【拓展與分析】鋁的金屬活動性比氫強(qiáng)，能與酸反應(yīng)，銅的金屬活動性比氫弱，不能與酸反應(yīng)，故探究鋁和銅的金屬活動性強(qiáng)弱，可將鋁絲和銅絲分別插入稀鹽酸中，觀察現(xiàn)象；鋁能與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸鋁和銅，故證明鋁和銅的金屬活動性強(qiáng)弱，可將鋁絲插入硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象．
故答案為：將鋁絲和銅絲分別插入稀鹽酸中，觀察現(xiàn)象；鋁絲插入硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象．
【歸納】由上述實驗得出比較金屬活動性強(qiáng)弱的方法有①通過金屬與酸反應(yīng)比較；②通過金屬與鹽溶液反應(yīng)比較．

點(diǎn)評 本題考查的是金屬的活動性順序的探究，是近幾年來中考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一．本題型考查實驗設(shè)計的同時，也考查了學(xué)生對實驗設(shè)計題的評價能力，希望同學(xué)們認(rèn)真把握．