Question

（2012?海淀區(qū)一模）在戶外聚會時，化學老師點燃了一支自制的蠟燭，如圖1，同學們發(fā)現(xiàn)這支蠟燭不易被風吹滅，原來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．指導同學們先進行了參照實驗，之后探究未知金屬的成分．
（1）三種已知金屬的參照實驗

試劑	Mg	Al	Fe
MgSO4溶液	有氣泡產生．	▲	▲
Al2（SO4）3溶液	有大量氣泡產生，一段時間后金屬表面有白色固體附著．	▲	▲
FeSO4溶液	有大量氣泡產生，一段時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	有大量氣泡產生，一段時間后金屬表面有紅色固體附著．	一段時間后金屬表面有紅色固體附著．	一段時間后金屬表面有紅色固體附著．

用“▲”標記的實驗有相同的現(xiàn)象，“▲”處應記錄的是

無明顯變化

；表中的“灰黑色固體”的成分為

Fe

．Al與CuSO₄溶液反應的化學方程式為

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生，另一根金屬絲上沒有氣泡；一段時間后，兩根金屬絲表面都有紅色固體附著．

通過與參照實驗對比，可以獲得的結論是：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行一個實驗，就能證明另外一種金屬絲的成分，實驗方案為

在試管中加入FeSO₄溶液，將另一根金屬絲插入其中．若金屬絲上無明顯變化，
則證明該金屬絲是鐵絲；若一段時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）實驗反思
同學們在反思實驗原理時，提出還可將另一種金屬直接放入稀硫酸或稀鹽酸中，有的同學認為可以通過“金屬產生氣泡的快慢”這一現(xiàn)象進行判斷，有的同學認為這種判斷依據(jù)不夠合理，理由是

未知金屬只有一種，沒有用參照金屬對比，無法判斷金屬的種類（或無法判斷反應速率的快慢）

．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)金屬與鹽反應的條件考慮是否反應推出現(xiàn)象根據(jù)方程式的寫法寫出反應方程式；（2）根據(jù)三種已知金屬的參照實驗現(xiàn)象來考慮本題；（3）根據(jù)對照試驗的設計方法和鐵與酸反應的實驗現(xiàn)象考慮．

解答：解：（1）金屬與鹽反應時金屬必須排在鹽中金屬的前面，根據(jù)金屬活動性順序可知，“▲”標記的實驗都是不反應的所以實驗現(xiàn)象是無明顯變化；
（2）一根金屬絲上有大量氣泡產生，根據(jù)三種已知金屬的參照實驗現(xiàn)象可知，只有鎂能產生氣泡；根據(jù)鋁與鐵與其他物質反應的現(xiàn)象不同來區(qū)分，由三種已知金屬的參照實驗現(xiàn)象可知與硫酸亞鐵反應現(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．若金屬絲上無明顯變化，則證明該金屬絲是鐵絲；若一段時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）金屬產生氣泡的快慢需要通過對比實驗才能看出，未知金屬只有一種，不能設計金屬對比實驗；由于硫酸與鋁反應現(xiàn)象是有氣泡產生，鐵與硫酸反應有氣泡，且溶液為淺綠色． 
故答案為：（1）無明顯變化      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．若金屬絲上無明顯變化，
則證明該金屬絲是鐵絲；若一段時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，沒有用參照金屬對比，無法判斷金屬的種類（或無法判斷反應速率的快慢）             溶液是否變成淺綠色

點評：解答本題的關鍵是要利用好三種已知金屬的參照實驗現(xiàn)象，知道金屬與鹽反應的條件，知道鐵與硫酸反應的現(xiàn)象考慮．