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金属与盐溶液反应后成分判断类题目解法分析

2022-05-30王瑞

数理化解题研究·初中版 2022年7期
关键词:三步法初中化学

王瑞

摘要:初中化学中金属与盐溶液的反应是中考的重点内容.解答这类题目的核心理论是熟知金属活动表的顺序,记住相距远的两种金属间先发生反应即可.具体的解答步骤分为“三步法”:审题、分析、判断.首件审题:依据题目已知条件,梳理有哪些“金”,哪些“盐”,写出可能发生的反应化学方程式,如果有2种以上的化学方程式,则结合金属活动顺序判断反应的先后顺序;然后分析:根据金属或者盐溶液量的不同,明确有哪些可能发生的情况;最后判断:结合题目问题,判断所属情况是否符合题目要求,再次确认答案.

关键词:金属与盐溶液;成分判断;三步法;初中化学

中图分类号:G632文献标识码:A文章编号:1008-0333(2022)20-0134-03

1 例题解析

例1将一定量的铁粉投入到硫酸铜溶液中,经过充分反应后过滤,滤液为蓝色.则分析所得滤渣和滤液的情况.

解析依据“三步法”:

步骤1审题,根据题目已知条件,此为“一金斗一盐”的情况:“一金”是指铁粉;“一盐”是指硫酸铜.故可能会发生以下1种反应:

Fe+CuSO4FeSO4+Cu(1)

此时只发生一种反应,故不需要判断谁先发生的情况.

步骤2分析,依据“一金”铁粉量的多少来判断反应后的情况,如图1所示,具体分为以下几种情况:

情况1:Fe极少,(1)式发生,全部Fe参与(1)式反应,剩余部分CuSO4;此时反应后的滤渣中一定有Cu,滤液中一定有FeSO4(反应生成物)、CuSO4(反应后剩余的量).

情况2:Fe适量,(1)式发生, Fe与CuSO4恰好反应完,都无剩余;此时反应后的滤渣中一定有Cu,滤液中一定有FeSO4(反应生成物).

情况3:Fe过量,(1)式发生, Fe与CuSO4反应完,Fe剩余;此时反应后的滤渣中一定有Fe、Cu,滤液中一定有FeSO4(反应生成物).

步骤3判断,根据本题目中后半段已知条件“充分反应后过滤,滤液为蓝色”,通常溶液为蓝色,则含有铜离子,故对步骤2分析的3种情况进行筛选对照,可知情况1反应的结果中有CuSO4,溶液能够呈现蓝色.故滤渣中一定有Cu,滤液中一定有FeSO4和CuSO4.

例2将一定量的锌粉加入到硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中,过一段时间后过滤,向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤渣中一定有,可能有;滤液中一定有,可能有,一定没有.

解析依据“三步法”:

步骤1审题,根据题目已知条件,此为“一金斗两盐”的情况:“一金”是指锌粉;“两盐”是指硫酸亚铁、硫酸铜.故可能会发生以下2种反应:

Zn+CuSO4ZnSO4+Cu(1)

Zn+FeSO4ZnSO4+Fe(2)

那如何快速判断哪个反应先发生呢?依据金属活动顺序:Zn→Fe→Cu,相距远的2种金属间先发生反应,故上述(1)式先发生反应,(2)式后发生反应.

步骤2分析,依据“一金”锌粉量的多少来判断反应后的具体情况.锌粉量少,则只发生(1)式的反应;锌粉量多,(2)式才有可能发生.故依据锌粉量反应的情况,如图2所示,具体为以下几种情况:

情况1:Zn极少,(1)式发生,全部Zn参与(1)式反应,剩余部分CuSO4,(2)式不发生,此时反应后的滤渣中一定有Cu,滤液中一定有ZnSO4、CuSO4(反应后剩余的量)、FeSO4(没有参与任何反应,故剩余全部).

情况2:Zn较少,(1)式发生,Zn与CuSO4恰好反应完,Zn与CuSO4都无剩余,(2)式不发生,此时反应后的滤渣中一定有Cu,滤液中一定有ZnSO4、FeSO4(没有参与任何反应,故剩余全部).

情况3:Zn较多,(1)式发生,Zn与全部CuSO4反应完后,Zn有剩余,此时(2)式发生,剩余的Zn与部分FeSO4反应,Zn无剩余,FeSO4有剩余,故反应后的滤渣中一定有Cu、Fe,滤液中一定有ZnSO4、FeSO4(剩余的部分量).

情況4:Zn非常多,(1)式发生,Zn与全部CuSO4反应完后,Zn有剩余,此时(2)式发生,剩余的Zn恰好与全部FeSO4反应,Zn与FeSO4都无剩余,故反应后的滤渣中一定有Cu、Fe,滤液中一定有ZnSO4.

情况5:Zn过量,(1)式发生,Zn与全部CuSO4反应完后,Zn有剩余,此时(2)式发生,剩余的Zn与全部FeSO4反应后,Zn依然有剩余,FeSO4无剩余,故反应后的滤渣中一定有Cu、Fe、Zn,滤液中一定有ZnSO4.

步骤3判断,根据本题目中后半段已知条件“过一段时间后过滤,向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生”,也就是说,在第一次反应发生后,后面又有反应发生,故对步骤2的分析的5种情况进行筛选对照,可知情况3、情况4、情况5中都先后有2次化学反应,满足本题目条件.故综合情况3、情况4、情况5的结果发现,滤渣中都有Cu和Fe,可能有Zn;滤液中一定有ZnSO4,可能有FeSO4,一定没有CuSO4.

例3将一定量的铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中,充分反应过滤后,滤液为蓝色.则下列说法正确的是().

A.反应后所得滤渣中一定有Ag,滤液中一定有Al(NO3)3、Cu(NO3)2,可能有AgNO3

B.反应后所得滤渣中一定有Ag、Cu,滤液中一定有Al(NO3)3、Cu(NO3)2

C.反应后所得滤渣中一定有Ag、Cu,滤液中可能有Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3

D.反应后所得滤渣中一定有Ag、Al、Cu,滤液中一定有Cu(NO3)2

解析依据“三步法”:

步骤1审题,根据题目已知条件,此为“一盐破两金”的情况:“一盐”是指硝酸银;“两金”是指铝、铜粉末.故可能会发生以下2种反应:

Al+3AgNO3Al(NO3)3+3Ag(1)

Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag(2)

那如何快速判断哪个反应先发生呢?依据金属活动顺序:Al→Cu→Ag,相距远的2种金属间先发生反应,故上述(1)式先发生反应,(2)式后发生反应.

步骤2分析,依据“一盐”硝酸银的多少来判断反应后的具体情况.AgNO3量少,则只发生(1)式的反应;AgNO3量多,(2)式才有可能发生.故依据AgNO3的量反应的情况,如图3所示,具体为以下几种情况:

情况1:AgNO3极少,(1)式发生,全部AgNO3参与(1)式反应,剩余部分Al,(2)式不发生,此时反应后的滤渣中一定有Ag、Al(反应后剩余的量)、Cu(没有参与任何反应,故剩余全部),滤液中一定有Al(NO3)3.

情况2:AgNO3较少,(1)式发生,AgNO3与Al恰好反应完,AgNO3与Al都无剩余,(2)式不发生,此时反应后的滤渣中一定有Ag、Cu(没有参与任何反应,故剩余全部),滤液中一定有Al(NO3)3.

情况3:AgNO3较多,(1)式发生,AgNO3与全部Al反应完后,AgNO3有剩余,此时(2)式发生,剩余的AgNO3与部分Cu反应,AgNO3无剩余,Cu有剩余,故反应后的滤渣中一定有Ag、Cu(剩余的部分量),滤液中一定有Al(NO3)3、Cu(NO3)2.

情况4:AgNO3非常多,(1)式发生,AgNO3与全部Al反应完后,AgNO3有剩余,此时(2)式发生,剩余的AgNO3恰好与全部Cu反应,AgNO3与Cu都无剩余,故反应后的滤渣中一定有Ag,滤液中一定有Al(NO3)3、Cu(NO3)2.

情况5:AgNO3过量,(1)式发生,AgNO3与全部Al反应完后,AgNO3有剩余,此时(2)式发生,剩余的AgNO3与全部Cu反应后,AgNO3依然有剩余,Cu无剩余,故反应后的滤渣中一定有Ag,滤液中一定有Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3.

步骤3判断,根据本题目中后半段已知条件“充分反应后过滤,滤液为蓝色”,通常溶液为蓝色,则含有铜离子,故对步骤2的分析的5种情况进行筛选对照,可知情况3、情况4、情况5反应的结果中都有Cu(NO3)2,溶液能够呈现蓝色.故综合情况3、情况4、情况5的结果发现,三种情况的滤渣中都有Ag;滤液中一定有Al(NO3)3、Cu(NO3)2,可能有AgNO3,选择A.

值得注意的是,以上是金属与盐溶液反应所得滤液和滤渣成分的分析,平时除了“三步法”的分析,在题目中还要注意题干后部分的要求,例如,若所得滤液为蓝色,则滤液中一定有铜离子(Cu2+);若所得滤液为浅绿色,则滤液中一定有亞铁离子(Fe2+);若向所得滤渣中加入稀盐酸有无气泡,也可剔除部分可能情况.

2 总结分析

通常,金属与盐溶液反应的这类题型大多数分为3种情况:“一金一盐”、“一金多盐”和“一盐多金”.“一金一盐” 是指一种金属与一种盐溶液反应,“一金多盐”是指一种金属与多种盐溶液反应,“一盐多金”是指一种盐溶液与多种金属反应.这三种情况的解答都围绕金属活动顺序进行,抓住距离远的两类金属先反应为重点,然后按照“一金”或者“一盐”量的多少来逐步分析,最后结合题目问题得出结果.

参考文献:

[1] 焦青字.溯本求源分类解析——例谈金属活动性顺序的应用[J].中学生数理化(初中版·中考版),2021(12):21-22.

[2] 戴勇.巧解金属与盐溶液反应的探究题[J].湖北教育(教育教学),2021(07):73-74.

[3] 龙晓晖.“金属与盐溶液反应后成分判断”解法新探[J].数理化解题研究,2021(11):82-83.

[4] 韩沙沙,靳祖峰.“一刀切”法解金属与盐溶液反应的问题[J].数理化学习(初中版),2020(12):56-57+61.

[责任编辑:季春阳]

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