微专题四 金属与盐溶液反应的分析
考向通关 直击考什么
类型1 反应后质量变化分析
例1 我国早在西汉成书的《淮南万毕术》里就有“曾青得铁则化为铜”的记载,该反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;反应后固体的质量_ _ _ _ (填“增加”“减少”或“不变”,下同);反应后溶液的质量_ _ _ _ 。
解题分析
步骤一:写出反应的化学方程式及各物质的相对分子质量或相对原子质量。
步骤二:
固体质量变化:原固体中56份质量的 完全参与反应会生成64份质量的,固体的质量增加了8份;
溶液质量变化:原溶液中160份质量的 完全参与反应会生成152份质量的,溶液的质量减少了8份。
方法总结 类型1
推断依据:质量守恒定律。金属与盐溶液反应后,固体减小(或增大)的质量等于溶液增大(或减小)的质量。
第一步:根据题目内容写出化学方程式及参与反应的各物质的量。
第二步:分析反应中固体或溶液的质量变化。
类型2 反应后滤液、滤渣成分分析
考向1 一种金属与一种盐溶液
例2 [2025洛阳模拟]将一定量的锌粉加入盛有溶液的烧杯中,不断搅拌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入足量稀盐酸,搅拌,滤渣部分溶解,有气泡产生。下列说法错误的是( )
A.滤渣中有和 B.金属活动性:
C.滤液中含和 D.上述过程中只发生置换反应
解题分析
步骤一:列出金属和盐溶液中的溶质
步骤二:根据反应写出化学方程式。
步骤三(分类讨论)
1.不足,与部分 反应,滤渣为,滤液为 和;
和 恰好完全反应,滤渣为,滤液为;
有剩余,完全反应,滤渣为 和,滤液为。
步骤四: 和 能发生反应,说明金属活动性:,基本反应类型为置换反应;向滤渣中加入足量稀盐酸,搅拌,滤渣部分溶解,有气泡产生,说明滤渣中含有,因此滤渣中有 和,滤液中只含有。
方法总结 类型2
推断依据:金属活动性顺序。多种金属或盐溶液的反应顺序为“远距离,先置换”。
第一步:列出题目涉及的金属和盐溶液中的溶质,判断反应能否发生及反应顺序。
第二步:根据“远距离,先置换”的原则,写出化学方程式。
第三步:根据反应的先后顺序分类讨论,初步分析滤渣、滤液的成分。格式为“一定有 ,可能有……”。
第四步:结合题目所给信息确定滤渣、滤液成分。判断物质有无一定要有依据,无法判断就是可能有。
考向2 一种金属与两种盐溶液
例3 [2024河南改编]某同学在和的混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,发现滤液仍为蓝色。
(1) 分析滤液中溶质的成分;
(2) 写出使溶液由蓝色变为无色的反应的化学方程式;
(3) 反应后如果溶液的质量保持不变,则滤渣中含有哪些金属?
解题分析
步骤一:列出金属和盐溶液中的溶质
步骤二:根据反应的先后顺序写出化学方程式。
先(一定发生的反应);
后(可能发生的反应)。
步骤三(分类讨论) 一定会和 反应生成 和,故滤液中的溶质一定有,滤渣中一定有。
步骤四:根据题目中的信息“滤液仍呈蓝色”,证明滤液中有,同时暗示滤渣中没有。根据主题干信息无法判断滤渣中是否有 恰好完全反应,未参与反应也是题述现象,但第(3)问中“反应前后溶液质量不变”证明一定发生了两个反应 只与 反应溶液质量会变小),故 一定反应完全,一定参加了反应,滤渣中一定有。
解题图解:
注:其中“√”表示滤液中有这种金属的盐或者滤渣中有这种金属;“×”表示滤液中没有这种金属的盐或者滤渣中没有这种金属;用“?”标识为无法判断。
规律总结
1.金属活动性顺序中金属的位置越靠前,金属活动性就越强。
2.金属活动性顺序中,位于氢前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
3.金属活动性顺序中,位于前面的金属、、除外 能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来。
4.金属活动性顺序中金属位置相差越远,越先发生置换反应。口诀:“远距离,先置换”。
考向3 多种金属与一种盐溶液
例4 某同学将一定量锌粉和铜粉的混合物加入一定量硝酸银溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。
(1) 写出一定发生反应的化学方程式。
(2) 若向滤液中滴加稀盐酸,有白色沉淀产生,则滤液中一定含有哪些溶质?
(3) 若所得滤液中只含有一种溶质,请分析所得固体的成分。
(4) 如果滤液显蓝色。滤液中一定含有哪些溶质?
解题分析
步骤一:列出金属和盐溶液中的溶质
步骤二:根据反应的先后顺序写出化学方程式。
先(一定发生的反应);
后(可能发生的反应)。
步骤三(分类讨论) 一定会先和 反应生成 和,故滤液中的溶质一定有,滤渣中一定有。分类讨论有以下情况:
1.锌未完全反应。滤液中一定有,一定没有 和;滤渣中一定有、和。
2.锌恰好完全反应。滤液中一定有,一定没有 和;滤渣中一定有 和,没有。
3.锌完全反应,铜未完全反应。滤液中一定有 和,一定没有;滤渣中一定有 和,没有。
解题分析
4.铜、锌都完全反应。滤液中一定有 和,可能有;滤渣中一定有,没有 和。
步骤四:根据第(2)问中的信息“向滤液中滴加稀盐酸,有白色沉淀产生”,证明硝酸银过量,根据上述分析可得滤液成分;
解题图解:
第(3)问“滤液中只有一种溶质”,则该溶质一定是,根据上述分析可得滤渣成分;
解题图解:
第(4)问“滤液显蓝色”,说明滤液中一定有,由此根据上述分析推断滤液中的溶质。
解题图解:
方法点睛
常见隐含信息汇总
1.溶液颜色:溶液为浅绿色,证明有;溶液为蓝色,证明有。
2.滤渣中加酸有气泡,证明滤渣中有能与酸反应的活泼金属,同时证明比该金属活动性弱的金属一定已被置换出来,不会存在于溶液中。
3.滤液中加稀盐酸,有白色沉淀生成,证明滤液中含有,同时证明比银活动性强的金属一定反应完全,即滤渣中只有银,滤液中所有金属离子都有。
类型3 废旧金属回收类(详见题型二)
真题精练 聚焦怎么考
1.[2025陕西]将一定量铁粉加入含有和两种溶质的溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是( )
A.若滤液中有,则滤渣中一定没有、
B.若滤渣成分为、、,则滤液中溶质只有一种
C.若滤渣成分为、,则滤液中一定有
D.若滤液中有,则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
2.[2024河南备用卷]将加入含和的混合溶液中,充分反应后过滤,滤液中的溶质为_ _ _ _ _ _ ;所得溶液质量_ _ _ _ (填“ ”“ ”或“”)原混合溶液。
考法拓展
3.坐标图类 向一定量的硝酸银、硝酸铝和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌,溶液质量与加入锌的质量关系如图。请回答:
(1) 写出点所发生反应的化学方程式。
(2) 点对应溶液中的金属离子有哪些?
(3) 当加入锌的质量在之间,溶液的质量为什么会增加?
微专题四 金属与盐溶液反应的分析
考向通关 直击考什么
类型1 反应后质量变化分析
例1 ; 增加; 减少
类型2 反应后滤液、滤渣成分分析
考向1 一种金属与一种盐溶液
例2 C
考向2 一种金属与两种盐溶液
例3 (1) 一定有、,可能有。
(2)
(3) 、。
考向3 多种金属与一种盐溶液
例4 (1)
(2) 、、。
(3) 一定有、,可能有。
(4) 、。
真题精练 聚焦怎么考
1.B
[解析]若滤液中有,说明未完全反应,此时仅置换部分,未与发生反应,此时滤渣中一定含有,一定不含、,错误。若滤渣含、、,说明过量,和已完全反应,在置换反应中生成,溶质仅有一种,正确。若滤渣含、,说明已完全反应,但不确定是否完全反应,在置换反应中生成,而非;因此,滤液中一定含有,而非,错误。若滤液含,说明可能未与反应或者只反应了部分,此时滤渣中一定含有,可能含有,一定没有,加入稀硫酸时,无气泡生成,错误。
2.硝酸锌;
[解析]锌和硝酸银、硝酸铜反应的化学方程式及其质量关系:
由以上质量关系可知:锌恰好和硝酸银、硝酸铜完全反应,充分反应后过滤,滤液中的溶质是硝酸锌,析出固体质量大于加入固体质量,所得溶液质量小于原混合溶液质量。
考法拓展
3.(1)
向一定量的、和的混合溶液中加入一定量的,先与反应,待反应完全后,再开始与反应;因为的金属活动性弱于,故与不发生反应。
[解析]阶段是与反应,故点反应的化学方程式为;
(2) 、。
[解析]点之后过量,滤液中一定含有、,滤渣中一定含有、、;
(3) 锌与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌,溶液质量增加。
[解析]之间是与反应,生成,溶液质量增加。