Question

合金在生活中应用十分广泛．已知某合金粉末除含金属铝外，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．
【提出问题】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↑（其中，NaAlO₂溶于水，溶液呈无色）
【进行猜想】
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

 

；
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（见下表）仅供选用的试剂：20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液．实验记录：

实验步骤	实验现象	结论
①取一定量的合金粉末，加过量的   ，充分反应后过滤，滤渣备用	粉末部分溶解，并有无色气体放出，形成无色溶液	合金中一定含有
②取步骤①所得滤渣，加过量   ，充分反应	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

【得出结论】猜想3成立．
【拓展】下列可用于小明验证铝、铁、铜三种金属的活动性强弱的一组药品是

 

A．Fe、Cu、Al（NO₃）₃溶液                 B．Al、Fe、Cu、稀盐酸
C．Al、Cu、FeSO₄溶液                     D．Cu、Al（NO₃）₃溶液、FeSO₄溶液．

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．
【拓展】根据金属与盐反应的条件考虑本题，能反应说明该金属排在盐中金属的前面，不反应说明该金属排在盐中金属的后面．

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：

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

【拓展】A、铜和铁都不能与硝酸铝溶液反应，只能说明它们排在了铝的后面，但不能比较铜和铁的顺序；
B、Al、Fe与稀盐酸反应放出氢气，但是二者放出氢气的速率不一样，铝放出氢气的速率快，铁放出氢气的速率慢，说明铝排在了铁的前面，且都排在氢的前面，Cu不与稀盐酸反应，说明铜排在氢的后面，所以铝、铁、铜三种金属的活动性强弱顺序为铝＞铁＞铜；
C、铜和FeSO₄溶液不反应，说明铜排在铁的后面，铝和FeSO₄溶液能反应，说明铝排在了铁的前面，所以铝、铁、铜三种金属的活动性强弱顺序为铝＞铁＞铜；
D、铜和这两种溶液都不反应，不能排出铝和铁的顺序．故答案为：BC．

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．