Question

【題目】鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、 船舶及化學工業中已大量應用。工業經濟的飛速發展，對鋁合金的需求日益增多，使鋁合金的研究也隨之深入。已知某鋁合金粉末除鋁外，還含有鐵、銅中的一種或兩種。某興趣小組在老師的指導下，對鋁合金粉末中鐵、銅的存在情況進行了探究。

【查閱資料】鋁與氫氧化鈉溶液反應方程式為2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑( 產物NaAlO2溶于水)； Fe、Cu不與氫氧化鈉溶液反應。

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】下列實驗僅供選擇的試劑：10%鹽酸、30%NaOH溶液。

實驗方案	實現現象	結論
①取一定量的合金粉末，加過量的___________，充分反應后過濾，濾渣備用。	粉末部分溶解，并有氣體放出。	合金中一定含有________ 。
②取步驟①所得濾渣，加過量的___________，充分反應。	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_________。

【探究結論】猜想 _________成立。

【反思】一般來說，活潑金屬能與鹽酸等酸反應，而鋁與酸、堿都能反應，說明鋁具有特殊的性質。寫出鋁與稀鹽酸反應的化學方程式 ___________________。

【拓展與分析】

為了驗證鋁、鐵的金屬活動性強弱，小劉同學設計了如下實驗方案：把表面積相同的鋁絲和鐵片同時投入到相同體積的稀鹽酸中，比較反應的劇烈程度。請你評價該方案在操作過程中和控制變量上的不足之處。

操作過程中的不足之處___________________。

控制變量上的不足之處________________________。

請你再設計一種不同類型的實驗方案，驗證鋁、鐵的金屬活動性強弱。________________。

Answer 1

【答案】 略 略 略 略 3 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 操作過程中難以控制鋁絲和鐵片的表面積相同 沒有控制稀鹽酸的溶質質量分數相同 將鋁絲插入硫酸亞鐵溶液中，觀察現象。(其他合理答案均可)

【解析】（1） Fe、Cu不與氫氧化鈉溶液反應，而鋁可以與氫氧化鈉反應生成氫氣，故應加入過量的氫氧化鈉，當看到粉末部分溶解，并有氣體放出，說明固體中一定有鋁；

濾渣部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色，說明濾渣中一定有鐵和銅，加入的溶液是稀鹽酸；由以上實驗可知，固體中有鋁、鐵、銅，故猜想3成立；鋁與稀鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，反應方程式為2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；操作過程中難以控制鋁絲和鐵片的表面積相同；控制變量上沒有控制稀鹽酸的溶質質量分數相同；鋁比鐵活潑，故可以用鋁與硫酸亞鐵反應，觀察現象。