巧解金屬與鹽溶液反應的探究題

戴勇

在金屬活動性順序表中，除非常活潑的金屬外，排在前面的金屬一般可以將位于其后的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。本文借用表格法和數軸法討論金屬與鹽溶液反應的三種題型，幫助學生更好地掌握這方面的知識，快速、準確地解決問題。

一、一種金屬與一種鹽溶液的反應

筆者先出示例題：將一定量的鐵粉放入硫酸銅溶液中，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液。問：濾渣和濾液的成分可能有哪些？

對于這種較為簡單的反應，我們從分析鐵粉的用量入手，分為三種情況去研究。第一種情況是少量鐵粉，未將硫酸銅反應完;第二種情況是鐵粉適量，恰好與硫酸銅反應完全;第三種情況是鐵粉過量，將硫酸銅反應完全，反應后鐵粉有剩余。這種情況采用列表法解答最為直觀。先寫出發生反應的化學方程式：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。由此得出規律：一種金屬與一種鹽溶液反應后，濾渣中一定有反應后生成的金屬，濾液中一定有反應后生成的可溶性鹽。

二、一種金屬與多種鹽溶液反應

例如：向FeCl2、CuCl2、MgCl2的混合溶液中加入一定量的鋅粉，當反應停止后過濾，得到濾液和濾渣。筆者采用表格法進行教學（如上表），分成以下三種情況來說明，清晰易懂。

然后，教師出示以下問題。

（1）濾渣組成可能有哪幾種情況：①?????? ;②????????? ;③????????? ;……

（2）濾液中一定存在的溶質是?????????? ，可能存在的溶質有?????????? 。

（3）若鋅粉過量，向濾渣中加入稀鹽酸溶液后，反應化學方程式為?????????????? 。

這種較為復雜的題型，教學時可以運用“數軸法”加以分析解決。第一步排序，將題中涉及的幾種金屬按活動性由強到弱排序為Mg>Zn>Fe>Cu;第二步判斷，由金屬的活動性判斷哪些反應能發生、哪些反應不能發生，能發生的先后順序是怎樣的，活動性最弱的金屬的鹽先被反應完，再與活動性第二弱的金屬的鹽反應，以此類推。第三步，畫數軸寫方程式并分析。先畫數軸（如下圖），將金屬Zn寫在最左邊，把Zn無法與之反應的MgCl2寫在右邊箭頭的最前端，表示Zn無法觸及MgCl2，Zn右邊第一點處應當寫先與之反應的CuCl2，第二點處才是FeCl2。

這樣的兩點將數軸分為三個區域，從左向右代表了隨著Zn用量的增加反應的進程。這時“兩點三區”五種反應情況就十分清晰地展現在我們面前。

第一種情況是Zn量不足，只與部分CuCl2發生了反應，反應后的濾渣中只有Cu，濾液的溶質中有反應生成的ZnCl2和未反應完的CuCl2，還有未反應的FeCl2、MgCl2。第二種情況，Zn的量恰好只與CuCl2反應完，在這個特殊點處，濾渣中只有Cu，濾液中的溶質中有生成的ZnCl2和未反應的FeCl2、MgCl2。第三種情況，Zn的量將CuCl2反應完后，又與部分FeCl2發生了反應，即反應到了第二個區域，此時先后發生了兩個反應，因此，反應后的濾渣中有兩個反應后分別生成的Cu和Fe，濾液中的溶質有反應生成的ZnCl2、未反應完的FeCl2和未參加反應的MgCl2。第四種情況，Zn的量恰好將CuCl2和FeCl2均反應完，此時反應到了第二個特殊點處，反應后的濾渣中有Cu和Fe，濾液中的溶質有反應生成的ZnCl2和未參加反應的MgCl2。第五種情況，Zn過量，將CuCl2和FeCl2均反應完后尚有剩余，這便到了第三個區域的位置，此時，濾渣中有反應后生成的Cu和Fe，還有未反應完的Zn，濾液中的溶質有反應生成的ZnCl2和未參加反應的MgCl2。

在分析上述五種反應情況的同時，就在對應區域和點位下方將濾液、濾渣成分的化學式記錄下來。如下圖所示。

教師借助數軸直觀呈現反應過程，進而總結規律：一種金屬與多種鹽溶液反應后，濾渣中一定有已確定發生了的反應所生成的金屬，濾液中也一定有已確定發生了的反應所生成的可溶性鹽和活動性最強金屬的可溶性鹽。

三、多種金屬與一種鹽溶液反應

筆者出示例題：

向硝酸銀溶液中加入一定量的鋁和鐵的混合粉末，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液。以下關于濾渣和濾液說法正確的是（?? ）。

①濾渣中加入稀鹽酸，一定有氣泡產生

②向濾渣中加入稀鹽酸可能沒有氣泡產生

③濾渣中一定含有銀可能含有鐵

④向濾液中加入稀鹽酸，一定有沉淀產生

⑤濾液中不含AgNO3，可能含有Al（NO3）3

A.①③⑤???? B.①④??? C.②③?? D.②④⑤

用數軸法解析此題時，關鍵是要把AgNO3寫在數軸的最左端，數軸上的兩點從左向右依次為鋁和鐵，形成“兩點三區”五種情況去分析，對問題逐一查實查否，難題很快就能解決，得出本題選C。

（作者單位：老河口市教研室）

責任編輯? 張敏