内容正文:
专题五 金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分的分析
典例精讲
将一定量锌粉加入到适量硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。
1.排列金属活动性顺序并分析
(1)题干中涉及的金属对应的金属活动性由强到弱的顺序为____,说明若滤渣中有Fe时,滤渣中一定会含有____。
2.写化学方程式并分析
锌能与Fe(NO3)2、AgNO3发生反应,故过程中涉及两个反应的化学方程式如下:
①Zn+Fe(NO3)2 === Zn(NO3)2+Fe;
②Zn+2AgNO3 === Zn(NO3)2+2Ag。
(1)反应①说明滤渣中有______时,滤液中没有Fe(NO3)2。
(2)反应②说明滤渣中有____时,滤液中没有AgNO3。
3.结合化学方程式及金属活动性分析
由于三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Ag,所以先发生上述反应的反应②,再发生上述反应的反应①。
反应情况
滤液成分
滤渣成分
①Zn与部分AgNO3反应
_______
_______
___
②Zn与AgNO3恰好完全反应
_______
_______
____
③Zn与Fe(NO3)2部分反应
________
____
④Zn与Fe(NO3)2恰好完全反应
_______
____
⑤Zn过量
_______
_______
4.根据现象或加入试剂检验分析
(1)若滤液为浅绿色,则滤液中一定含有____,可能含有____,滤渣中一定含有____,一定没有____,可能含有____。
(2)若向滤渣中加入稀盐酸,无明显现象,则滤渣中一定含有____,一定没有____,滤液中一定含有_______,可能含有______。
(3)若向滤液中加入氯化钠溶液,有白色沉淀生成,则滤液中一定含有________,滤渣中一定含有____,一定没有____。
即时训练
1.[2023青岛]向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣的质量与加入锌粉的质量相等。下列说法不正确的是( )
A.滤液可能呈蓝色
B.滤渣中至少含有两种物质
C.向滤渣中滴加稀盐酸,一定没有气泡产生
D.向滤液中滴加稀盐酸,一定没有白色沉淀生成
2.将一定量的金属R(金属活动性排在Ag前)加入到硝酸锌和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣,下列说法正确的是( )
A.若滤液有颜色,则R一定是Fe
B.若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤渣中一定有Zn
C.若滤渣中只有2种金属,则滤液中一定有2种溶质
D.若向滤液中加入稀盐酸,无明显现象,则滤渣中一定有Ag,可能有R
3.向一定量的Fe(NO3)2、Cu(NO3)2的混合溶液中加入锌粉,反应过程中,测得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
第3题图
A.a→b→d过程,溶剂水的质量逐渐增大
B.与a点处相比,c点处溶质的质量减小
C.c点处溶液中的溶质为Fe(NO3)2和Zn(NO3)2
D.e点处溶液的颜色为浅绿色
4.取一定质量的镁和铜的混合金属粉末,加入到m g氯化锌和氯化亚铁的混合溶液中,待充分反应后过滤,得到n g滤液。下列说法不正确的是( )
A.m>n
B.滤渣中一定含Fe和Cu
C.滤渣中金属的组成情况有两种
D.滤液中阳离子一定含Mg2+,可能含Fe2+和Zn2+
5.小明同学为了探究金属与盐溶液的反应规律,将一定质量Fe和Ag组成的混合粉末加入到一定量的Cu(NO3)2溶液中,过滤,向滤渣中加入稀盐酸无明显现象,向滤液中加入铁粉也无明显现象,小明得出的以下结论中,正确的是( )
A.滤液中可能含有Cu2+、Ag+
B.滤渣中一定只含有单质Ag、Cu
C.滤液中一定含有Fe3+
D.反应后所得滤渣经洗涤、晾干后,比反应前的固体混合粉末质量小
6.向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中加入锌粉和铁粉的混合物m g,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,质量仍为m g。
(1)向滤渣中加稀盐酸,____(选填“一定有”“可能有”或“没有”)气泡产生。
(2)所得滤液中一定含有哪些溶质?____________。
(3)滤液的质量____(选填“大于”“小于”或“等于”)原混合溶液的质量。
7.某化学小组用一定量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液进行了如图实验,并对溶液A和固体B的成分进行了分析和实验探究。
第7题图
【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些?
【作出猜想】①只有Zn(NO3)2;②Zn(NO3)2、AgNO3;③Zn(NO3)2、Cu(NO3)2;④Zn(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2。
【交流讨论】不合理的猜想是____(填序号),其理由是___________________。
【实验探究】若猜想①成立,通过以下实验可确定固体B的成分,请将下表填写完整。
实验步骤
现象
有关反应的化学方程式
固体B的成分
_______
_______
_________
_______
答案精析
典例精讲
例 1.(1)Zn>Fe>Ag Ag 2.(1)Zn (2)Zn
3.①Zn(NO3)2、Fe(NO3)2、AgNO3 Ag
②Zn(NO3)2、Fe(NO3)2 Ag ③Zn(NO3)2、
Fe(NO3)2 Ag、Fe ④Zn(NO3)2 Ag、Fe
⑤Zn(NO3)2 Ag、Fe、Zn
4.(1)Fe(NO3)2、Zn(NO3)2 AgNO3 Ag Zn Fe
(2)Ag Zn、Fe Fe(NO3)2、Zn(NO3)2 AgNO3
(3)Zn(NO3)2、Fe(NO3)2、AgNO3 Ag Zn、Fe
即时训练
1.C 2.D
3.C 【解析】向一定质量的Fe(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中加入锌粉,根据金属活动性:Zn>Fe>Cu可知,锌先和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,反应后固体质量减小,溶液质量增大,硝酸铜反应完后,锌和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,反应后固体质量减小,溶液质量增大,b点时硝酸铜完全反应,d点时硝酸亚铁完全反应。A.a→b→d过程,溶剂水既没有参加反应也没有被生成,所以溶剂水的质量不变,故错误。B.由分析可知,a→d整个反应过程,溶液质量一直增大,溶质质量一直增大,故与a点处相比,c点处溶质的质量增大,故错误。C.由分析可知,c点处溶液中的溶质为未反应完的Fe(NO3)2和反应生成的)Zn(NO3)2故正确。D.由分析可知,e点处溶液为硝酸锌溶液,溶液的颜色为无色,故错误。
4.C 5.B
6.(1)可能有 (2)Zn(NO3)2、Fe(NO3)2、Mg(NO3)2
(3)等于
【解析】向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中加入锌粉和铁粉的混合物m g,硝酸镁和锌粉、铁粉均不反应,锌粉先和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,反应的化学方程式为Zn+Cu(NO3)2=== )Zn(NO3)2+Cu,每65份质量的锌反应生成64份质量的铜,反应后滤渣质量减少,锌粉完全反应后,铁粉和硝酸铜溶液反应生成硝酸亚铁和铜,反应的化学方程式为Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu,每56份质量的铁反应生成64份质量的铜,反应后滤渣的质量增大,反应前后固体质量相等,说明锌粉恰好完全反应,铁粉部分或全部反应。(1)由分析可知,锌粉恰好完全反应,铁粉部分或全部反应,则滤渣中可能含有Fe,向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生。(2)由分析可知,所得滤液中一定含有的溶质为Zn(NO3)2、Fe(NO3)2、Mg(NO3)2。(3)由质量守恒定律可知,参加反应的反应物的总质量等于反应后生成的生成物的总质量,反应前后固体的质量均为m g,则滤液的质量等于原混合溶液的质量。
7.【交流讨论】② Zn先与AgNO3溶液反应,AgNO3反应完后再与Cu(NO3)2溶液反应,当溶质中含有AgNO3时,也一定含有Cu(NO3)2 【实验探究】取适量固体B于试管中,加入足量稀盐酸(或稀硫酸)
有气泡产生 Zn+2HCl === ZnCl2+H2↑(或Zn+H2SO4=== ZnSO4+H2↑) Zn、Cu、Ag
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