金屬與鹽溶液反應(yīng)后成分判斷問題的探討

楊文翠

(云南省普洱市景東縣民族中學(xué) 676299)

要想知道金屬活動性在強(qiáng)弱上的順序，最為科學(xué)、合理、有效的方法就是看金屬單質(zhì)是否能和鹽溶液發(fā)生反應(yīng)，也就是根據(jù)金屬活動性順序表：“前金換后金”，即在鹽溶液中活動性強(qiáng)的金屬能置換活動性弱的金屬.所以，根據(jù)金屬與鹽溶液的反應(yīng)，尤其是牽涉到多種金屬的置換反應(yīng)，能夠促使學(xué)生的思維能力和分析能力得到極大的提升，而這也成為了考試中考查學(xué)生能力的重要考題，在課堂教學(xué)中，也成為了教師和學(xué)生的一大重難點.下面就如何突破這一教學(xué)重難點談?wù)劰P者的做法.

一、認(rèn)清反應(yīng)本質(zhì)，歸納兩個原則

例1在AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量鋅粉，充分反應(yīng)后過濾，得濾渣和濾液.

①若濾液呈無色，則濾渣中一定含有的物質(zhì)是____(填化學(xué)式)；

②若向濾渣中滴加稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象，則濾液中所含溶質(zhì)的成分可能有____種情況.

1.優(yōu)先原則.在溶液中加入金屬，最為活潑的金屬優(yōu)先形成溶液，通過由強(qiáng)到弱的方式排列金屬活動性，最不活潑的金屬成為濾渣的概率會不斷增長.就上面例題而言，首當(dāng)其沖的溶質(zhì)一定是Zn(NO3)2，其次是Cu(NO3)2，最后是AgNO3；而以濾渣成分來說，第一位的是Ag，然后是Cu，最后是Zn.具體如下，在溶液中如果存在溶質(zhì)，那么非Zn(NO3)2莫屬，如果存在兩種溶質(zhì)，那么非Zn(NO3)2與Cu(NO3)2莫屬；如果存在三種溶質(zhì)，那么Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3三者都會出現(xiàn).濾液的成分只存在這三種可能性，不會出現(xiàn)其他的可能性.假設(shè)溶液中的溶質(zhì)只有Cu(NO3)2因為[Cu(NO3)2的優(yōu)先度不如Zn(NO3)2，所以這種假設(shè)是錯誤的]；又假設(shè)溶液中的溶質(zhì)只有Zn(NO3)2、AgNO3[因為AgNO3的優(yōu)先度不如Cu(NO3)2，不可能出現(xiàn)只有AgNO3而沒有Cu(NO3)2的情況，所以這種假設(shè)也是錯誤的].同理，Ag一定出現(xiàn)在濾渣的成分中，濾渣的成分就不在詳細(xì)的敘述了.

2.不共存原則.在同一個容器中，不可能共存活潑金屬與不活潑金屬離子的鹽溶液.比如例1中各物質(zhì)充分反應(yīng)后，如果鋅粉出現(xiàn)在燒杯的底部，那么Cu(NO3)2或AgNO3絕對不會出現(xiàn)在溶液之中；反之，在溶液中如果還有AgNO3剩余，那么就一定不存在Zn或Cu單質(zhì).

二、運(yùn)用兩個原則，解決實際問題

例2將一定量的鋅粉和鐵粉加入到氯化銅溶液中，充分反應(yīng)后過濾，得到濾液和濾渣，將少量稀鹽酸加入到濾渣中，就會出現(xiàn)氣體，那么下列說法正確的是( ).

①在固體中有鋅的存在；②銅不會出現(xiàn)在固體中；③在固體中有鐵的存在；④在溶質(zhì)中有氯化鋅的存在；⑤氯化亞鐵不會出現(xiàn)在溶質(zhì)中；⑥氯化銅不會出現(xiàn)在溶質(zhì)中.

A.①③④⑤ B.②④⑥ C.③④⑥ D.③⑤⑥

分析在這一題中分別出現(xiàn)了鋅、鐵、銅三種金屬.金屬活動性為：Zn>Fe>H>Cu.則：

充分反應(yīng)后的濾渣中，一定存在置換后的銅，也有可能存在未反應(yīng)完的鋅和鐵.而濾液中，就一定會有ZnCl2，同時還可能存在FeCl2和CuCl2.在此題中還要注意一個實驗現(xiàn)象，那就是將鹽酸加入到濾渣中會出現(xiàn)氣體，也就是說濾渣中除了Cu(Cu與鹽酸不能發(fā)生反應(yīng))，還會存在一種金屬，能夠與鹽酸發(fā)生反應(yīng)并形成氣體(即Zn或Fe).故結(jié)合優(yōu)先原則可得出：濾渣中除了Cu外，一定還有Fe，可能會有Zn；再根據(jù)不共存原則：濾液中一定有ZnCl2，可能會有FeCl2，一定沒有CuCl2.故答案選C.

三、提升訓(xùn)練

下面以2017年云南省昆明市中考化學(xué)試卷為例：

練習(xí)將一定量鎂粉、鋅粉的混合物加入到適量硝酸亞鐵和硝酸銀的混合溶液中，充分反應(yīng)后，過濾，得到濾渣和濾液，下列說法正確的是____(填序號).

A.濾液中一定有硝酸鎂，濾渣中一定有銀

B.若濾液為無色，則濾渣中一定有鋅

C.取少量濾液，加入氯化鈉溶液，無明顯現(xiàn)象，則濾渣中一定有鐵

D.取少量濾渣，加入過量稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡，則濾渣的組成有3種情況分析

解題過程解決此類問題，學(xué)生應(yīng)掌握一下知識點：

分析金屬活動性為：Mg>Zn>Fe>H>Ag.

故選項A正確.

B項反應(yīng)后的濾液是無色的，說明濾液中一定沒有Fe(NO3)2，說明Fe在濾渣中，但Mg、Zn不能確定.因此，選項B是錯誤的.

C項取少量濾液，加入氯化鈉溶液，無明顯現(xiàn)象，說明濾液中一定不含AgNO3，而濾渣中含Ag.但Mg、Zn、Fe均不能確定.因此，選項C也是錯誤的.

D項取少量濾渣，加入過量稀鹽酸，產(chǎn)生氣泡.根據(jù)“優(yōu)先原則”和“不共存原則”，濾渣中一定有Fe和Ag，可能有Mg或Zn，即可能有Fe、Ag；Fe、Ag、Mg；Fe、Ag、Mg、Zn三種組合，所以D選項正確.故該題的正確答案是A、D.

綜上所述，金屬與鹽溶液反應(yīng)后的成分判斷問題，可以通過上述的兩個原則，來具體分析其反應(yīng)的發(fā)生過程，讓學(xué)生明確反應(yīng)過程的順序和原理，從而使學(xué)生能夠利用所學(xué)的知識來解決實際問題.