Question

（2012?海淀區(qū)一模）在戶外聚會(huì)時(shí)，化學(xué)老師點(diǎn)燃了一支自制的蠟燭，如圖1，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)這支蠟燭不易被風(fēng)吹滅，原來(lái)在蠟燭的棉芯里藏了兩根相互纏繞的銀白色金屬絲．老師指出金屬絲的成分可能是Mg、Al、Fe中的一種或兩種．回校后，老師提供了Mg、Al、Fe三種已知金屬和MgSO₄、Al₂（SO₄）₃、FeSO₄、CuSO₄四種鹽溶液，以及未知金屬的樣品．指導(dǎo)同學(xué)們先進(jìn)行了參照實(shí)驗(yàn)，之后探究未知金屬的成分．
（1）三種已知金屬的參照實(shí)驗(yàn)

試劑	Mg	Al	Fe
MgSO4溶液	有氣泡產(chǎn)生．	▲	▲
Al2（SO4）3溶液	有大量氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后金屬表面有白色固體附著．	▲	▲
FeSO4溶液	有大量氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后金屬表面有灰黑色固體附著．	試管底部有灰黑色固體析出．	▲
CuSO4溶液	有大量氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間后金屬表面有紅色固體附著．	一段時(shí)間后金屬表面有紅色固體附著．	一段時(shí)間后金屬表面有紅色固體附著．

用“▲”標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)有相同的現(xiàn)象，“▲”處應(yīng)記錄的是

無(wú)明顯變化

；表中的“灰黑色固體”的成分為

Fe

．Al與CuSO₄溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2Al+3CuSO₄═3Cu+Al₂（SO₄）₃

．
（2）未知金屬成分的探究
該小組同學(xué)將兩根未知金屬絲分開，如圖2所示放入CuSO₄溶液中，觀察到的現(xiàn)象記錄如下：

試劑	兩根未知金屬絲
CuSO4溶液	一根金屬絲上有大量氣泡產(chǎn)生，另一根金屬絲上沒(méi)有氣泡；一段時(shí)間后，兩根金屬絲表面都有紅色固體附著．

通過(guò)與參照實(shí)驗(yàn)對(duì)比，可以獲得的結(jié)論是：兩種金屬絲的成分不同，有氣泡冒出的金屬絲成分是

Mg

．
用老師提供的試劑再進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就能證明另外一種金屬絲的成分，實(shí)驗(yàn)方案為

在試管中加入FeSO₄溶液，將另一根金屬絲插入其中．若金屬絲上無(wú)明顯變化，
則證明該金屬絲是鐵絲；若一段時(shí)間后試管底部有灰黑色固體析出，則證明該金屬絲
是鋁絲

．
（3）實(shí)驗(yàn)反思
同學(xué)們?cè)诜此紝?shí)驗(yàn)原理時(shí)，提出還可將另一種金屬直接放入稀硫酸或稀鹽酸中，有的同學(xué)認(rèn)為可以通過(guò)“金屬產(chǎn)生氣泡的快慢”這一現(xiàn)象進(jìn)行判斷，有的同學(xué)認(rèn)為這種判斷依據(jù)不夠合理，理由是

未知金屬只有一種，沒(méi)有用參照金屬對(duì)比，無(wú)法判斷金屬的種類（或無(wú)法判斷反應(yīng)速率的快慢）

．但是“將另一種金屬直接放入稀硫酸或稀鹽酸中”還是可以判斷出金屬的成分，依據(jù)的現(xiàn)象是

溶液是否變成淺綠色

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬與鹽反應(yīng)的條件考慮是否反應(yīng)推出現(xiàn)象根據(jù)方程式的寫法寫出反應(yīng)方程式；（2）根據(jù)三種已知金屬的參照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)考慮本題；（3）根據(jù)對(duì)照試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法和鐵與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象考慮．

解答：解：（1）金屬與鹽反應(yīng)時(shí)金屬必須排在鹽中金屬的前面，根據(jù)金屬活動(dòng)性順序可知，“▲”標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)都是不反應(yīng)的所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是無(wú)明顯變化；
（2）一根金屬絲上有大量氣泡產(chǎn)生，根據(jù)三種已知金屬的參照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，只有鎂能產(chǎn)生氣泡；根據(jù)鋁與鐵與其他物質(zhì)反應(yīng)的現(xiàn)象不同來(lái)區(qū)分，由三種已知金屬的參照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知與硫酸亞鐵反應(yīng)現(xiàn)象不同，所以在試管中加入FeSO₄溶液，將另一根金屬絲插入其中．若金屬絲上無(wú)明顯變化，則證明該金屬絲是鐵絲；若一段時(shí)間后試管底部有灰黑色固體析出，則證明該金屬絲是鋁絲；
（3）金屬產(chǎn)生氣泡的快慢需要通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)才能看出，未知金屬只有一種，不能設(shè)計(jì)金屬對(duì)比實(shí)驗(yàn)；由于硫酸與鋁反應(yīng)現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，鐵與硫酸反應(yīng)有氣泡，且溶液為淺綠色． 
故答案為：（1）無(wú)明顯變化      Fe       2Al+3CuSO₄═3Cu+Al₂（SO₄）₃
（2）Mg
在試管中加入FeSO₄溶液，將另一根金屬絲插入其中．若金屬絲上無(wú)明顯變化，
則證明該金屬絲是鐵絲；若一段時(shí)間后試管底部有灰黑色固體析出，則證明該金屬絲
是鋁絲  
（3）未知金屬只有一種，沒(méi)有用參照金屬對(duì)比，無(wú)法判斷金屬的種類（或無(wú)法判斷反應(yīng)速率的快慢）             溶液是否變成淺綠色

點(diǎn)評(píng)：解答本題的關(guān)鍵是要利用好三種已知金屬的參照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，知道金屬與鹽反應(yīng)的條件，知道鐵與硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象考慮．