有关“滤渣滤液”的中考化学试题解法新探

2021-08-18山东省枣庄市市中区永安中学刘志亮277116

河北理科教学研究 2021年2期

山东省枣庄市市中区永安中学刘志亮 277116

纵观近年来各地中考化学试题，不难发现，有关“滤渣滤液”的考题频繁出现，主要是考查金属活动性顺序及应用.大致有以下几种类型：（1）一种金属放入多种盐的混合溶液中；（2）多种金属放入一种盐的溶液中；（3）多种金属放入多种盐的混合溶液中，完全反应后过滤，分析滤渣和滤液的成分.

解答此类题时，必须明确金属与盐溶液的置换反应的先后顺序：（1）把一种活泼金属投入到多种盐的混合溶液中，若能发生多个反应时，则金属活动性最弱的金属优先被置换，只有当其反应完全后，活动性稍强的金属才能开始被置换.（2）把多种活泼金属投入到一种不活泼的金属的盐溶液中，最活泼的金属优先反应.（3）多种金属放入多种盐的混合溶液中，也是活动性差别大的两种金属优先反应.由反应的先后顺序，不难得出：在题目出现的金属中，最活泼的金属最先出现在反应后的滤液中，而最不活泼的金属最先出现在反应后的滤渣中.为了让学生能轻松直观的分清反应后剩余物中的滤渣和滤液的成分，笔者经过不断摸索，总结了如下解题步骤：第一步，排序.把题目中出现的金属，按照金属活动性顺序由强到弱进行排序.第二步，划分界线.通过划分界线的方式呈现出反应进行的各种程度，界线左边的金属会以离子形式存在于滤液中，而界线右边的金属则以单质形式存在于滤渣中.第三步，找准界线.依据题设条件，判断反应进行的程度，找准界线，分析出滤渣和滤液的成分.为了帮助学生理解记忆，设计了下面顺口溜：多金溶于混盐中，由强到弱分西东.左边滤液右滤渣，关键界线要划清.下面结合近年来中考化学试题加以例析.

例1 （2020 ·咸宁）将一定质量的锌粉加入到Cu(NO3)2、AgNO3两种物质的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣.下列有关说法正确的是（）.

A.若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银和铜

B.若滤液为无色，则滤渣中一定有银和锌，可能含有铜

C.若向滤液中加入稀盐酸有白色沉淀生成，则原滤液中溶质只有AgNO3和Zn(NO3)2

D.若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤液中溶质只有Zn(NO3)2

解析：第一步，排序.题目中出现了三种金属，金属活动性由强到弱顺序为Zn、Cu、Ag.第二步，划分界线.由于向含有AgNO3和Cu(NO3)2的溶液加入锌粉的实验中，反应进行的程度最多可能会出现了下面5种情况（见表1）.因此把这5种情况用a、b、c、d、e五条线表示，如图1.若加入锌粉的量比较少，只能置换出部分Ag 时，则分界线用a 表示，分界线右边就是反应后的滤渣，滤渣中只有部分Ag，分界线左边是反应后滤液的成分，滤液中有Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；若加入锌粉的量只能全部置换出Ag而不能置换出Cu时，则分界线用b表示，分界线右边就是反应后的滤渣，滤渣中只有Ag，分界线左边是反应后滤液的成分，滤液中有Zn(NO3)2、Cu(NO3)2，后面几种情况依此类推. 第三步，找准界线.A 项中的滤液为蓝色，则滤液中一定有Cu(NO3)2，分界线a、b、c 满足条件，所以滤渣中一定有银，铜不一定被置换出来.故A错.

表1

图1

B 项中的滤液为无色，则滤液中一定没有Cu(NO3)2，分界线d、e 满足条件，滤渣中一定有银和铜，而Zn 不一定剩余，故B 错.C 项中，若向滤液中加入稀盐酸有白色沉淀生成，说明原混合溶液中的AgNO3没有完全被置换出来，分界线a 满足条件，所以滤液中一定有Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3. 故C 错.D项中，若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤渣中一定有锌，分界线e 满足条件，所以滤渣中一定有Ag、Cu、Zn，滤液中溶质只有Zn(NO3)2.故D正确.

例2 （2020·齐齐哈尔）向硝酸银溶液中加入一定质量的锌粉和铜粉的混合物，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液.以下推断正确的是（）.

A.若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤渣中一定有银、铜、锌

B.若滤液为无色，则滤渣中一定有锌

C.若滤液为蓝色，则滤液中一定有硝酸银、硝酸铜和硝酸锌

D.滤渣的质量一定比反应前锌粉和铜粉混合物质量大

解析：第一步，排序.题目中出现了三种金属，金属活动性由强到弱顺序为Zn、Cu、Ag.第二步，划分界线.由于当锌粉和铜粉的混合物加入到硝酸银溶液中时，会出现5 种反应情况（见表2），因此把这5 种情况用a、b、c、d、e 五条线表示，如图2.当硝酸银的量比较少，只能反应掉部分Zn 时，分界线应该划在a 处，分界线右边即为反应后的滤渣Ag、Cu、Zn，分界线左边金属以离子形式存在于反应后的滤液中，滤液中只有Zn(NO3)2；当硝酸银的量比较少，只能反应掉全部Zn而Cu 不反应时，分界线应该划在b 处，分界线右边即为反应后的滤渣Ag、Cu，分界线左边金属以离子形式存在于反应后的滤液中，滤液中只有Zn(NO3)2，后面情况依此类推.

图2

表2

第三步，找准界线. A 项中的滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤渣中一定有锌，分界线a 满足条件，所以滤渣中一定有Ag、Cu、Zn，滤液中溶质只有Zn(NO3)2. 故A 正确. B 项中的滤液为无色，则滤液中一定没有Cu(NO3)2，分界线a、b 满足条件，滤渣中一定有Ag、Cu，而Zn 不一定剩余，滤液中溶质只有Zn(NO3)2. 故B 错. C 项中若滤液为蓝色，则滤液中一定有Cu(NO3)2，分界线c、d、e 满足条件，滤渣中一定有Ag，可能有Cu，一定没有Zn 剩余，所以滤液中溶质一定有Zn(NO3)2、Cu(NO3)2，可能有AgNO3. 故C错.D项中在反应Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag中，每65 份质量的锌参加反应，生成216 份质量的银，滤渣质量增加；在反应Cu+2Ag⁃NO3= Cu(NO3)2+2Ag 中，每64 份质量的铜参加反应，生成216 份质量的银，滤渣质量增加,所以无论反应进行到什么程度，滤渣的质量一定比反应前锌粉和铜粉混合物质量大.故D正确.

例3 （2019·泰安）某兴趣小组在探究金属化学性质时，将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银和硝酸铜溶液的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液.实验结果有图3、图4两种情况.回答下列问题：

图3

图4

（1）图3 是向滤液中加入稀盐酸，观察到有白色沉淀产生.①滤液中一定含有的金属离子为__________（填离子符号）；②写出一个产生滤渣的反应的化学方程式___________.

（2）图4 是向滤渣中加入稀盐酸，观察到有无色气体产生. ①滤渣中一定含有________（填化学式，下同）； ②滤液中可能含有____________.

解析：第一步，排序.题目中出现了四种金属，金属活动性由强到弱顺序为Zn、Fe 、Cu、Ag.第二步，划分界线.反应进行的程度最多可能会出现了7 种情况（表格略）.因此把这7种情况用a、b、c、d、e、f、g七条线表示，如图5.第三步，找准界线.在（1）中，向滤液中加入稀盐酸，观察到有白色沉淀产生，说明溶液中的AgNO3部分被置换，滤液中有剩余的AgNO3溶液，分界线a符合条件，所以滤液中一定含有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3，滤液中的金属离子为Zn2+、Fe2+、Cu2+、Ag+；发生的反应有：Zn+2AgNO3==Zn(NO3)2+2Ag和Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag两个.