有關(guān)“金屬與鹽溶液反應(yīng)后濾液、濾渣的判斷”解題技巧

段慶華

摘?要：近幾年云南省的中考試題中都有一個(gè)有關(guān)“金屬與鹽溶液反應(yīng)后濾液、濾渣成分的判斷”的題目，此類型的題目屬于難題，學(xué)生的得分率很低。每個(gè)老師在教學(xué)中都有自己獨(dú)特的方法傳授于學(xué)生。在此文中我主要介紹我在教學(xué)中教給學(xué)生的一種解題技巧。

關(guān)鍵詞：金屬與鹽溶液反應(yīng);濾液、濾渣成分的判斷;解題技巧;應(yīng)用示例

一、理論支撐

第一次遇到這類題目是在九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第八單元課題2金屬的化學(xué)性質(zhì)一節(jié)中，首先從“一種金屬放入到一種鹽溶液中，充分反應(yīng)后對(duì)其進(jìn)行過濾，對(duì)過濾后濾液和濾渣的成分”分析入手。

例1：將一定量的鐵放入到CuSO4溶液中，充分反應(yīng)后過濾，對(duì)過濾后濾液和濾渣成分進(jìn)行分析。

解答分析：首先引導(dǎo)學(xué)生把該反應(yīng)的化學(xué)方程式書寫出來：

Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4

由于題目中沒有說明所加鐵粉的質(zhì)量為多少。所以可以分三種情況來進(jìn)行分析。

①加入的鐵粉量很少，CuSO4不能反應(yīng)完。則濾渣中只有Cu，濾液中的溶質(zhì)有FeSO4和剩余的CuSO4。

②加入的鐵粉剛好能將CuSO4反應(yīng)完。則濾渣中只有Cu，濾液中的溶質(zhì)只有FeSO4，無CuSO4（已反應(yīng)完）。

③加入的鐵粉過量，則濾渣中有Cu和剩余的Fe，濾液中的溶質(zhì)只有FeSO4。

把上面的分析總結(jié)為下表

由上面的例1作為基礎(chǔ)引導(dǎo)學(xué)生來分析“將一種金屬放入多種鹽溶液中”的情況。

例2：將一定量的鋅粉放入到AgNO3、Cu（NO3）2溶液中，充分反應(yīng)后進(jìn)行過濾，對(duì)濾液、濾渣的成分進(jìn)行分析。

對(duì)于該題要先告訴學(xué)生反應(yīng)發(fā)生的順序規(guī)則是：最不活潑的金屬先被置換出來，再到稍活潑的金屬被置換出來。然后再讓學(xué)生按置換的先后順序把反應(yīng)方程式書寫出來：

①Zn + 2 AgNO3 =Cu + Zn（NO3）2??②Zn + Cu（NO3）2= Cu + Zn（NO3）2

由于題目中沒有說明所加鋅粉的質(zhì)量為多少，所以根據(jù)所加鋅粉的質(zhì)量由少到多，可以分為5種情況來進(jìn)行分析。

①所加鋅粉的質(zhì)量極少，AgNO3都不能被反應(yīng)完，則第二個(gè)反應(yīng)不能發(fā)生。故濾渣中只有Ag;濾液中的溶質(zhì)有生成的Zn（NO3）2、剩余的AgNO3和沒有反應(yīng)的Cu（NO3）2。

②所加鋅粉的質(zhì)量稍多一點(diǎn)，只能將AgNO3反應(yīng)完;第二個(gè)反應(yīng)不能發(fā)生。故濾渣中只有Ag;濾液中的溶質(zhì)有生成的Zn（NO3）2 和沒有反應(yīng)的Cu（NO3）2。

③所加鋅粉的質(zhì)量再多些，能將AgNO3反應(yīng)完，但Cu（NO3）2只反應(yīng)了一部分。故濾渣中有Ag和Cu;濾液中的溶質(zhì)有生成的Zn（NO3）2 和剩余的Cu（NO3）2。

④所加鋅粉的質(zhì)量更多些，AgNO3和Cu（NO3）2都反應(yīng)完，鋅粉也恰好反應(yīng)完。故濾渣中有Ag和Cu;濾液中的溶質(zhì)只有生成的Zn（NO3）2。

⑤所加鋅粉的質(zhì)量是過量的，故則濾渣中有Ag、Cu和剩余的Zn;濾液中的溶質(zhì)只有生成的Zn（NO3）2。

把上面的分析總結(jié)為下表

為什么要引導(dǎo)學(xué)生做這樣的分析呢？這主要是要讓學(xué)生明白反應(yīng)后濾渣和濾液中溶質(zhì)的成分是與所加入的鋅粉的量有關(guān)。隨著所加鋅粉的量的增多，濾渣的成分逐漸增多，濾液中溶質(zhì)的成分逐漸減少。

下面又來分析“將多種金屬放入一種鹽溶液中”的情況

例3：將一定量的銅鋅混合粉末放入盛有硝酸銀溶液的燒杯中，不斷攪拌，充分反應(yīng)后過濾，洗滌，可得到濾渣和濾液，對(duì)濾液濾渣的成分分析：

根據(jù)反應(yīng)發(fā)生的順序規(guī)則是：最活潑的金屬先與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)，再到稍活潑的金屬與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)。按置換的先后順序把反應(yīng)方程式書寫出來：

①Zn + 2 AgNO3 =2 Ag+ Zn（NO3）2???②Cu + 2 AgNO3 =2Ag + Cu（NO3）2

由于題目中沒有說明硝酸銀溶液有多少，所以根據(jù)硝酸銀溶液由少到多，可以分為5種情況來進(jìn)行分析。

①硝酸銀溶液的量極少，Zn沒有反應(yīng)完，第二個(gè)反應(yīng)不能發(fā)生。故濾渣中有生成的Ag和沒有反應(yīng)的Cu及剩余的Zn;濾液中的溶質(zhì)只有生成的Zn（NO3）2。

②硝酸銀溶液的量稍多一點(diǎn)，Zn能反應(yīng)完;但第二個(gè)反應(yīng)不能發(fā)生。故濾渣中有Ag和沒有反應(yīng)的Cu，無Zn;濾液中的溶質(zhì)有生成的Zn（NO3）2。

③硝酸銀溶液的量再多些，Zn反應(yīng)完了，但Cu沒有反應(yīng)完。故濾渣中有Ag和剩余的Cu，無Zn;濾液中的溶質(zhì)有生成的Zn（NO3）2和Cu（NO3）2。

④硝酸銀溶液的量更多些，Zn和Cu都反應(yīng)完;故濾渣中只有Ag;濾液中的溶質(zhì)有生成的Zn（NO3）2和Cu（NO3）2。

⑤硝酸銀溶液的量是過量的，故濾渣中只有Ag;濾液中的溶質(zhì)有生成的Zn（NO3）2和Cu（NO3）2及剩余的 AgNO3。

把上面的分析總結(jié)為下表

二、解題方法歸納

分析上面三個(gè)表格可以歸納出解題的方法：（下面A、B、C分別表示不同的金屬單質(zhì)，假設(shè)金屬元素在鹽溶液中化合價(jià)均為+2價(jià)）

第一步：先對(duì)題目中所涉及的金屬元素進(jìn)行金屬活動(dòng)性順序的排列（由強(qiáng)到弱）。（注意如果最活潑的金屬元素在反應(yīng)前含在溶液中，則不參與排序）

A〉B〉C

第二步：把濾渣、濾液的成分制成下面的表格。

由表格可以找到規(guī)律：濾渣的成分從最不活潑的金屬開始出現(xiàn)，種類依次增加，且每個(gè)種類數(shù)出現(xiàn)兩次，種類最多時(shí)出現(xiàn)一次，按這種方式排列1，1，2，2，3;濾液成分的種類由最多依次減少，除種類最多的出現(xiàn)一次外，其余每個(gè)種類數(shù)出現(xiàn)兩次，濾液中溶質(zhì)種類多少排列與濾渣的剛好相反，即3，2，2，1，1。

第三步：根據(jù)題目中所給的信息，找出符合題目所描述的條件，選出正確答案。

三、應(yīng)用示例

根據(jù)以上方法我們來看幾個(gè)實(shí)例：

例1：（2019年河北）將一定量的Fe粉加入到含有Cu（NO3）2和AgNO3的廢液中，充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生。下列判斷正確的是（ ）。

A.濾渣中一定含有Ag和Cu，濾液中一定含有Fe（NO3）2

B.濾渣中一定不含F(xiàn)e，濾液中一定含有Fe（NO3）2 和Cu（NO3）2

C.濾渣中一定含有Ag，濾液中可能含有Cu（NO3）2和AgNO3

D.濾渣中一定含有Ag和Cu，濾液中可能含有Cu（NO3）2和AgNO3

根據(jù)上面的解題步驟進(jìn)行解答。

第一步：排金屬活動(dòng)順序?Fe〉Cu〉A(chǔ)g

第二步：列出表格

第三步：比對(duì)題目信息，選出正確答案。

由題目中的信息“向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，無氣泡產(chǎn)生”，可分析出“濾渣中不能含有能與鹽酸反應(yīng)的金屬”，滿足這個(gè)條件有前四組：從而可看出濾渣中一定有Ag，可能有Cu，濾液中一定有Fe（NO3）2，可能有AgNO3和Cu（NO3）2。所以正確答案選C。

例2：（2019年寧波）將一定量的銅鋅混合粉末放入盛有AgNO3溶液的燒杯中，不斷攪拌，充分反應(yīng)后過濾。向得到的濾渣和濾液中分別加入稀鹽酸，均無現(xiàn)象。則濾渣中（ ）。

A.一定有Ag，可能有Cu和Zn

B.一定有Ag，可能有Cu，一定沒有Zn

C.一定有Ag和Cu，可能有Zn

D.一定有Ag和Cu，一定沒有Zn

根據(jù)上面的解題步驟進(jìn)行解答。

第一步：排金屬活動(dòng)順序?Zn〉Cu〉A(chǔ)g

第二步：列出表格

第三步：比對(duì)題目信息，選出正確答案。

由題目中的信息“向得到的濾渣和濾液中分別加入稀鹽酸，均無現(xiàn)象”，可分析出：“濾渣中不能含有能與鹽酸反應(yīng)的金屬，且濾液中又不能含有AgNO3”，同時(shí)滿足這兩個(gè)條件的有中間的三組：從而可看出濾渣中一定有Ag，可能有Cu，一定沒有Zn。所以正確答案選B。

例3：（2018昆明）向AgNO3和Cu（NO3）2的混合液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末，充分反應(yīng)后過濾，洗滌，得到濾渣和濾液。下列說法正確的有（ ）。

①濾渣中一定含有Ag，濾液中可能含有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3

②當(dāng)濾液為藍(lán)色時(shí)，濾渣中一定有Cu、Ag，一定沒有Zn、Fe

③向?yàn)V渣中加入鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，則濾渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn

④向?yàn)V液中加入KCl溶液，無明顯現(xiàn)象，則濾液中一定有Zn（NO3）2，可能有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、濾渣中可能有Zn、Fe、Cu

A.1種???B.2種???C.3種???D.4種

根據(jù)上面的解題步驟進(jìn)行解答。

第一步：排金屬活動(dòng)順序?Zn〉Fe〉Cu〉A(chǔ)g

第二步：列出表格

第三步：比對(duì)題目信息，分析選項(xiàng)。

①在表格里列出的七種情況中，濾渣中一定有Ag，濾液中一定有Zn（NO3）2，可能含有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3。故①正確。

②從“當(dāng)濾液為藍(lán)色時(shí)”這條信息分析可知，“濾液中要有Cu（NO3）2”，只有前三組滿足這個(gè)條件，由此可看出濾渣中一定有Ag，可能有Cu，一定沒有Zn和Fe。故②錯(cuò)誤

③從“向?yàn)V渣中加入鹽酸，有氣泡產(chǎn)生” 這條信息分析可知，“濾渣中要有能與鹽酸反應(yīng)的金屬”，⑤⑥⑦這三組滿足這個(gè)條件，由此可看出濾渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn。故③正確。

④從“向?yàn)V液中加入KCl溶液，無明顯現(xiàn)象” 這條信息分析可知，“濾液中無AgNO3”滿足這個(gè)條件的有后面的六組，由此可看出濾液中一定有Zn（NO3）2，可能有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、濾渣中可能有Zn、Fe、Cu，一定有Ag。故④正確。

所以正確答案選C。

例4：（2019年云南24（3）題）金屬及金屬材料在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用。

（3）將一定質(zhì)量的鐵粉加入到Al（NO3）3、Cu（NO3）2、AgNO3三種物質(zhì)的混合溶液中，充分反應(yīng)后過濾，得到濾液和濾渣。下列有關(guān)說法正確的是??（填字母）。

A.若溶液為藍(lán)色，則濾渣中一定有銀，可能有銅

B.若濾渣中含有銀、銅、鐵，則濾液中一定含有Al3+、Fe3+、NO3—

C.若濾液為淺綠色，則濾渣中一定含有銀、銅、鋁

D. 若濾渣中加稀鹽酸無氣泡產(chǎn)生，則濾液中一定有Al3+、Fe2+、Cu2+，可能有Ag+

根據(jù)上面的解題步驟進(jìn)行解答。

第一步：排金屬活動(dòng)順序 Fe〉Cu〉A(chǔ)g（注意：Al是最活潑的金屬元素在反應(yīng)前含在溶液中，故不參與排序，濾液中每一組都要加上Al（NO3）3）。

第二步：列出表格，因?yàn)锳l（NO3）3沒有反應(yīng)過，所以每一組濾液中都要有Al（NO3）3。即表格整理為：

第三步：比對(duì)題目信息，分析選項(xiàng)。

A.從“若濾液為藍(lán)色”這條信息分析可知，“濾液中要有Cu（NO3）2”，只有前三組滿足這個(gè)條件，由此可看出濾渣中一定有Ag，可能有Cu，F(xiàn)e。故A 正確。

B.從“若濾渣中含有銀、銅、鐵，”這條信息分析可知，符合此條件的只有第⑤組，由此可看出濾液中一定含有Al3+、Fe2+、NO3—。故B不正確。

C.從“若濾液為淺綠色” 這條信息分析可知，“濾液中要有Fe（NO3）2，但當(dāng)Cu（NO3）2和Fe（NO3）2同時(shí)存在時(shí)，淺綠色表現(xiàn)不出來”故符合此條件的只有④和⑤兩組。由此可看出濾渣中一定有Ag和Cu，可能有Fe。故C不正確。

D.從“向?yàn)V渣中加入鹽酸，無氣泡產(chǎn)生” 這條信息分析可知，“濾渣中不能

含有能與鹽酸反應(yīng)的金屬”，①②③④這四組滿足這個(gè)條件，由此可看出濾液中一定含有Al3+、Fe2+、NO3—，可能含有Cu2+，一定沒有Ag+。故D不正確。

四、此方法優(yōu)劣分析：

此方法使用起來正確性比較高，但不利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和邏輯思維能力。

參考文獻(xiàn)：

[1].各地近年《中考試題》

[2].九年級(jí)化學(xué)《教師用書》

[3].云南省中考考試說明》