Question

（8分）在户外聚会时，化学老师点燃了一支自制的蜡烛，同学们发现这支蜡烛不易被风吹灭，原来在蜡烛的棉芯里藏了两根相互缠绕的银白色金属丝。老师指出金属丝的成分可能是Mg、Al、Fe中的一种或两种。回校后，老师提供了Mg、Al、Fe三种已知金属和MgSO₄、Al₂(SO₄)₃、FeSO₄、CuSO₄四种盐溶液，以及未知金属的样品。指导同学们先进行了参照实验，之后探究未知金属的成分。

（1）三种已知金属的参照实验

试剂	Mg	Al	Fe
MgSO4溶液	有气泡产生。	“▲”	“▲”
Al2(SO4)3溶液	有大量气泡产生，一段时间后金属表面有白色固体附着。	“▲”	“▲”
FeSO4溶液	有大量气泡产生，一段时间后金属表面有灰黑色固体附着。	试管底部有灰黑色固体析出。	“▲”
CuSO4溶液	有大量气泡产生，一段时间后金属表面有红色固体附着。	一段时间后金属表面有红色固体附着。	一段时间后金属表面有红色固体附着。

用“▲”标记的实验有相同的现象，“▲”处应记录的是          ；表中的“灰黑色固体”的成分为_________。Al与CuSO₄溶液反应的化学方程式为           。

（2）未知金属成分的探究

该小组同学将两根未知金属丝分开，如图所示放入CuSO₄溶液中，观察到的现象记录如下：

试剂	两根未知金属丝
CuSO4溶液	一根金属丝上有大量气泡产生，另一根金属丝上没有气泡；一段时间后，两根金属丝表面都有红色固体附着。

通过与参照实验对比，可以获得的结论是：两种金属丝的成分不同，有气泡冒出的金属丝成分是         。用老师提供的试剂再进行一个实验，就能证明另外一种金属丝的成分，实验方案为       。

（3）实验反思

同学们在反思实验原理时，提出还可将另一种金属直接放入稀硫酸或稀盐酸中，有的同学认为可以通过“金属产生气泡的快慢”这一现象进行判断，有的同学认为这种判断依据不够合理，理由是         。但是“将另一种金属直接放入稀硫酸或稀盐酸中”还是可以判断出金属的成分，依据的现象是        。

Answer

（1）无明显变化      Fe       2Al + 3CuSO4 ==== 3Cu + Al2(SO4)3

（2）Mg   

在试管中加入FeSO4溶液（1分），将另一根金属丝插入其中。若金属丝上无明显变化，则证明该金属丝是铁丝；若一段时间后试管底部有灰黑色固体析出，则证明该金属丝是铝丝（1分）        （共2分）

（3）未知金属只有一种，没有用参照金属对比，无法判断金属的种类（或无法判断反应速率的快慢）             溶液是否变成浅绿色

【解析】

试题分析：（1）根据金属活动性顺序可知，金属与盐反应时，金属必须排在盐中金属的前面， “▲”标记的实验都是不反应的所以实验现象是无明显变化；中的“灰黑色固体”的成分为Fe。Al与CuSO4溶液反应的化学方程式为2Al + 3CuSO4 ==== 3Cu + Al2(SO4)3。

（2）根据三种已知金属的参照实验现象可知，只有镁能产生气泡，故有大量气泡产生的金属丝是Mg；

由三种已知金属的参照实验现象可知，Al、Fe与硫酸亚铁反应现象不同，所以可以在试管中加入FeSO4溶液，将另一根金属丝插入其中，若金属丝上无明显变化，则证明该金属丝是铁丝；若一段时间后试管底部有灰黑色固体析出，则证明该金属丝是铝丝。

（3）金属反应产生气泡的快慢，需要通过对比实验才能看出，未知金属只有一种，不能设计对照实验，故不能通过“金属产生气泡的快慢”这一现象来判断金属的成分；由于铝与硫酸反应现象是有气泡产生，铁与硫酸反应有气泡，且溶液为浅绿色，故可以通过“将另一种金属直接放入稀硫酸或稀盐酸中”来判断金属的成分。

考点：金属活动性探究；化学方程式；金属与酸反应；金属与盐反应。