金属与混合盐溶液反应探究

金属与混合盐溶液反应探究

作者：陈龙

来源：《中学生数理化·教与学》2015年第12期

将一种金属单质放入几种盐的混合溶液中时，排在金属活动性顺序表中最靠后的金属先被置换出来，然后依次置换出稍靠后的金属.

例将一定量的铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，滤纸上的固体和滤液中的溶质分别是什么？

分析：铁和硝酸铜、硝酸银都能发生置换反应，这里存在着化学反应的先后顺序，铁先将活动性更弱的银从溶液中置换出来，然后才会与硝酸铜反应置换出铜.可以理解为：如果铁粉的量足够，只有当反应①完全发生后，反应②才能发生.因此铁粉的用量会决定反应进行的程度和产物的生成.

反应①：Fe+2AgNO3=2Ag+Fe（NO3）2

反应②：Fe+Cu（NO3）2 =Cu+Fe（NO3）2

根据铁粉的用量从少到多，反应情况分为5种.

1.铁粉量太少，反应①部分进行，铁粉就没有了，此时反应②还未发生，因此滤渣中只有银，滤液中有反应生成的Fe（NO3）2、未反应的Cu（NO3）2 以及剩余的部分AgNO3 .

2.铁粉量多些，与AgNO3恰好完全反应，反应②还未发生，因此滤渣中只有银，滤液中有反应生成的Fe（NO3）2和未反应的Cu（NO3）2 .

3.铁粉量再多些，与AgNO3反应后铁还有剩余，与Cu（NO3）2部分反应，因此滤渣中有银和铜，滤液中有反应生成的Fe（NO3）2和部分未反应的Cu（NO3）2 .

4.继续增加铁粉，与AgNO3和Cu（NO3）2都恰好完全反应，因此滤渣中有银和铜，滤液中只有反应生成的Fe（NO3）2.

5.铁粉过量，与AgNO3和Cu（NO3）2反应后还有剩余，因此滤渣中有反应生成银、铜以及过量的铁，滤液中只有Fe（NO3）2.

在通常的考查中，如果全部考虑5种情况，比较复杂.因此，往往通过增加一个成分鉴别的实验，来考查其中的一种或多种情况.

变式1：向滤渣中滴加稀盐酸，有（或无）气泡产生.

分析：若有气泡产生，说明铁粉过量，即讨论的第5种情况，则滤渣中有Ag、Cu、Fe，滤液中的溶质只有Fe（NO3）2.若无气泡产生，说明无铁，即讨论的第1～4种情况，则滤渣中一定有Ag，可能有Cu，滤液中的溶质一定有Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2 、AgNO3.

变式2：向滤渣中滴加AgNO3溶液，有（或无）银白色固体产生.

分析：若有银白色固体产生，说明滤渣中有比银活泼的金属，即讨论的第3～5种情况，则滤渣中一定有Ag、Cu，可能有Fe，滤液中一定有Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2；若无银白色固体产生，说明滤渣与AgNO3不反应，即讨论的第1、2两种情况，则滤渣中只有Ag，滤液中一定有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2，可能有AgNO3.

变式3：向滤液中滴加稀盐酸，有（或无）白色沉淀产生.

分析：若有白色沉淀产生，说明滤液中有AgNO3，则滤渣中只有Ag，滤液中一定有Fe （NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3；若无白色沉淀产生，说明滤液中无AgNO3，即讨论的第2～5种情况，则滤渣中一定有Ag，可能有Cu和Fe，滤液中一定有Fe（NO3）2，可能有Cu （NO3）2.

变式4：向滤液中插入光亮的铁丝，有（或无）固体析出.

变式5：用磁铁吸引滤渣，有（或无）固体被吸引.

……

此类题目看似复杂，只要根据以上讨论的5种情况一步步去分析，就能掌握其中的规律，顺利做出正确的答案.

巩固练习：

1.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生.下列判断正确的是（）.

A.滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁

B.滤出的固体中一定含有铜，一定不含铁和镁

C.滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，一定没有氯化铜

D.滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁，氯化铜

2.将一定质量铁粉和银粉的混合物加入Cu（NO3）2溶液中，反应结束后过滤.下列对滤渣成分的说明中，正确的是（）.

A.滤渣中一定有单质铁

B.滤渣中一定有单质铁和单质铜

C.滤渣中一定有单质铜和单质银

D.滤渣中一定有单质铁和单质银