论文部分内容阅读
摘 要：金属与盐溶液的置换反应是初中化学的重点和难点。这部分内容对于初学化学的学生来说，比较难理解而且容易记混，在中考中题型较多，占的分值较大，成为学习的分化点和考试的失分点。本文从反应条件、灵活运用、做题的一般步骤和典例分析与学法指导等四个方面进行分析，探寻初中化学金属与盐溶液置换反应的规律，帮助学生理清知识脉络，熟悉答题思路，提升学生审题能力、分析问题能力、推理判断能力，从而更好提升教学质量和水平。
关键词：金属活动性;盐溶液;置换反应;整合
一、熟记条件
1.金属的位置：只有排在前面的金属才能把后面的金属从其盐溶液中置换出来;
2.特殊性：由于钾、钙、钠的化学性质非常活泼，在盐溶液中它们会首先与水反应生成相应的碱和氢气，因而不会置换出盐中的金属;
3.盐必须溶于水;
4.铁与盐溶液反应时生成+2价的亚铁盐，金属与铁盐反应时要用+2价的亚铁盐。
二、灵活运用
在实际的应用中我们会发现在金属与盐溶液反应中，包括了这样两类反应.
1.多种金属与一种盐溶液反应;
2.一种金属与多种盐溶液反应。但是无论其中哪一类反应，都遵循这样一条规律：金属活动性相差越大，它们之间的置换反应就越易发生。
三、做题的一般步骤
1.判断所给物质能否反应
2.确定反应顺序，按顺序写出理论上能发生反应的化学方程式
3.根據题目中所给信息判断反应进行的真实程度
4.明确滤液中的溶质常指的是盐，滤出的固体指的是金属单质
5.按要求写出答案
四、典例分析与学法指导
（一）滤液中溶质与滤出固体成分分析
1.一种金属与多种盐溶液反应
例1：在盛有AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液的试管中，加入一定量的锌粉充分反应，试管底部有少量固体存在。过滤，向滤液中加稀盐酸，产生白色沉淀，滤渣是（）A. Cu B. Ag C. Zn和Ag D. Zn和Cu
解析：由于金属的金属活动性顺序是Cu>Ag，因而加入的锌粉优先与AgNO3反应，只有AgNO3完全反应后，锌粉才能与Cu（NO3）2反应，否则不反应。“向滤液中加稀盐酸，产生白色沉淀”说明溶液中的AgNO3尚未反应完，故Cu（NO3）2不可能反应，证明锌量不足，所以滤渣的成分应选B。
例2：在Cu（NO3）2、AgNO3和Zn（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸，有气泡产生，滤出的固体中一定含有——————，滤液中一定含有的溶质的化学式为——————。—————————上述过程中所发生的有关反应的化学方程式为————————（写出一个即可）。
解析：本题考查的知识有：金属与盐的反应条件、金属与酸的反应条件、溶液中溶质的判断、化学方程式的书写。根据金属活动性可判断出铁粉能与Cu（NO3）2、AgNO3反应，而与Zn（NO3）2不反应。根据向滤出的固体上滴加稀硫酸，有气泡产生可知铁粉过量，也就是说铁将AgNO3和 Cu（NO3）2都消耗完了，因此滤出固体中一定含有Fe、Cu、Ag，溶质为Zn（NO3）2和 Fe（NO3）
跟踪练习：向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤液和滤出的固体中分别加入稀盐酸，均无明显现象。
（1）反应后溶液中一定含有的金属离子是————（填离子符号）————————，写出上述过程中一定发生的化学反应的方程式————。
2.多种金属与一种盐溶液反应
例题：实验课上，老师把一小包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液。老师让同学们对滤液的组成进行探究。
（1）同学们对滤液中所含的溶质做出了多种猜想，其中有两种猜想可能成立，这两种猜想是：①溶质为________________;
②溶质为________________ 。
（2）请你设计实验来验证这两种猜想。————————————————。
解析：将Zn和Cu放入AgNO3溶液中，Zn、Cu 的金属活动性均强于Ag，而Zn的活动性最强，所以AgNO3优先与锌反应，将锌消耗完之后AgNO3 才开始与铜反应，由“反应后的溶液为蓝色” 可知两个反应按次序都发生了，生成两种盐Zn（NO3）2和Cu（NO3）2，溶液中是否含有AgNO3无法确定。所以滤液中所含的溶质只有下面两种可能：
①溶质为_ Zn（NO3）2、Cu（NO3）2;
②溶质为Zn（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3————————————。
只要我们验证滤液中是否有AgNO3，就能验证这两种猜想，鉴别的方法有多种，我们常用的是：取待测溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸，若有白色沉淀生成，则为②，若无明显变化，则为 ① 。
跟踪练习：某化学小组用一定量AgNO3和Al（NO3）3的混合溶液进行了右图实验，已知溶液甲呈蓝色。
（1）向固体乙上滴加盐酸时___________（填“有”或“没有”）气泡产生。
（2）溶液甲中一定含有哪些溶质？（写化学式）
（3）请写出该实验过程中所发生反应的化学方程式。
（二）判断反应后溶液质量的变化
例题：在一定质量Cu（NO3）2、AgNO3和Al（NO3）3的混合溶液中加入过量的Zn，充分反应后，过滤，可得到固体和溶液。
（3）反应后所得溶液的质量与反应前溶液的质量相比，可能保持不变，为什么？
解析：对于金属和盐溶液的反应，由于水不参与反应，因此比较溶液质量的大小，就是比较溶质质量的大小，实际上就是比较盐的相对分子质量x系数所得积的大小。锌与硝酸银反应时，由于生成的硝酸锌质量小于参加反应的硝酸银质量，所以反应后溶液质量减小，同样方法判断出锌与硝酸铜反应后溶液质量增加，由于锌的金属活动性没有铝强，因此锌不能与硝酸铝反应，当增加与减小的质量相等时，溶液的质量保持不变。
跟踪练习：在Cu（NO3）2、A1（NO3）3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生。则反应后所得溶液中含有的金属离子有_____;反应后溶液的质量比原混合溶液的质量_______（填“大”或“小”）;写出溶液中发生的有关方程式_______________、__________。
（三）金属与盐溶液反应图像题
例题：向一定量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉，所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如右图。请分析a点时溶液中有哪些溶质？c点时过滤能得到哪些固体？b～d段溶液质量增加的原因是什么？
解析：根据反应发生的先后顺序，可知ab 段发生的是锌与硝酸银反应，bd段发生的是锌与硝酸铜反应，a点处于第一个反应正在发生时，因此溶质有生成的硝酸锌、剩余的硝酸银，没有反应的硝酸铜。c点处于第二个反应正在发生时，滤出的固体有银和铜，由于生成的硝酸锌质量大于参加反应的硝酸铜质量，所以bd段溶液质量增加。
跟踪练习：向一定质量Fe（NO3）2、A1（NO3）3和AgNO3的混合溶液中加入Zn，溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示。
（1）当加入锌的质量为a时，溶液中有——种溶质。
（2）当加入锌的质量为d时，溶液中的金属离子有——————。
（3）写出bd 段发生反应的化学方程式————————————。
通过上面对金属与盐溶液反应专题知识点的梳理和细化，我们可以看出，金属和盐溶液的置换题目任其万变不离其宗那就是先后顺序，正所谓《大学》中的那句话：知所先后，则近道矣。抓住这一点，所有题目都可解之。
关键词：金属活动性;盐溶液;置换反应;整合
一、熟记条件
1.金属的位置：只有排在前面的金属才能把后面的金属从其盐溶液中置换出来;
2.特殊性：由于钾、钙、钠的化学性质非常活泼，在盐溶液中它们会首先与水反应生成相应的碱和氢气，因而不会置换出盐中的金属;
3.盐必须溶于水;
4.铁与盐溶液反应时生成+2价的亚铁盐，金属与铁盐反应时要用+2价的亚铁盐。
二、灵活运用
在实际的应用中我们会发现在金属与盐溶液反应中，包括了这样两类反应.
1.多种金属与一种盐溶液反应;
2.一种金属与多种盐溶液反应。但是无论其中哪一类反应，都遵循这样一条规律：金属活动性相差越大，它们之间的置换反应就越易发生。
三、做题的一般步骤
1.判断所给物质能否反应
2.确定反应顺序，按顺序写出理论上能发生反应的化学方程式
3.根據题目中所给信息判断反应进行的真实程度
4.明确滤液中的溶质常指的是盐，滤出的固体指的是金属单质
5.按要求写出答案
四、典例分析与学法指导
（一）滤液中溶质与滤出固体成分分析
1.一种金属与多种盐溶液反应
例1：在盛有AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液的试管中，加入一定量的锌粉充分反应，试管底部有少量固体存在。过滤，向滤液中加稀盐酸，产生白色沉淀，滤渣是（）A. Cu B. Ag C. Zn和Ag D. Zn和Cu
解析：由于金属的金属活动性顺序是Cu>Ag，因而加入的锌粉优先与AgNO3反应，只有AgNO3完全反应后，锌粉才能与Cu（NO3）2反应，否则不反应。“向滤液中加稀盐酸，产生白色沉淀”说明溶液中的AgNO3尚未反应完，故Cu（NO3）2不可能反应，证明锌量不足，所以滤渣的成分应选B。
例2：在Cu（NO3）2、AgNO3和Zn（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸，有气泡产生，滤出的固体中一定含有——————，滤液中一定含有的溶质的化学式为——————。—————————上述过程中所发生的有关反应的化学方程式为————————（写出一个即可）。
解析：本题考查的知识有：金属与盐的反应条件、金属与酸的反应条件、溶液中溶质的判断、化学方程式的书写。根据金属活动性可判断出铁粉能与Cu（NO3）2、AgNO3反应，而与Zn（NO3）2不反应。根据向滤出的固体上滴加稀硫酸，有气泡产生可知铁粉过量，也就是说铁将AgNO3和 Cu（NO3）2都消耗完了，因此滤出固体中一定含有Fe、Cu、Ag，溶质为Zn（NO3）2和 Fe（NO3）
跟踪练习：向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤液和滤出的固体中分别加入稀盐酸，均无明显现象。
（1）反应后溶液中一定含有的金属离子是————（填离子符号）————————，写出上述过程中一定发生的化学反应的方程式————。
2.多种金属与一种盐溶液反应
例题：实验课上，老师把一小包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液。老师让同学们对滤液的组成进行探究。
（1）同学们对滤液中所含的溶质做出了多种猜想，其中有两种猜想可能成立，这两种猜想是：①溶质为________________;
②溶质为________________ 。
（2）请你设计实验来验证这两种猜想。————————————————。
解析：将Zn和Cu放入AgNO3溶液中，Zn、Cu 的金属活动性均强于Ag，而Zn的活动性最强，所以AgNO3优先与锌反应，将锌消耗完之后AgNO3 才开始与铜反应，由“反应后的溶液为蓝色” 可知两个反应按次序都发生了，生成两种盐Zn（NO3）2和Cu（NO3）2，溶液中是否含有AgNO3无法确定。所以滤液中所含的溶质只有下面两种可能：
①溶质为_ Zn（NO3）2、Cu（NO3）2;
②溶质为Zn（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3————————————。
只要我们验证滤液中是否有AgNO3，就能验证这两种猜想，鉴别的方法有多种，我们常用的是：取待测溶液于试管中，向其中滴加稀盐酸，若有白色沉淀生成，则为②，若无明显变化，则为 ① 。
跟踪练习：某化学小组用一定量AgNO3和Al（NO3）3的混合溶液进行了右图实验，已知溶液甲呈蓝色。
（1）向固体乙上滴加盐酸时___________（填“有”或“没有”）气泡产生。
（2）溶液甲中一定含有哪些溶质？（写化学式）
（3）请写出该实验过程中所发生反应的化学方程式。
（二）判断反应后溶液质量的变化
例题：在一定质量Cu（NO3）2、AgNO3和Al（NO3）3的混合溶液中加入过量的Zn，充分反应后，过滤，可得到固体和溶液。
（3）反应后所得溶液的质量与反应前溶液的质量相比，可能保持不变，为什么？
解析：对于金属和盐溶液的反应，由于水不参与反应，因此比较溶液质量的大小，就是比较溶质质量的大小，实际上就是比较盐的相对分子质量x系数所得积的大小。锌与硝酸银反应时，由于生成的硝酸锌质量小于参加反应的硝酸银质量，所以反应后溶液质量减小，同样方法判断出锌与硝酸铜反应后溶液质量增加，由于锌的金属活动性没有铝强，因此锌不能与硝酸铝反应，当增加与减小的质量相等时，溶液的质量保持不变。
跟踪练习：在Cu（NO3）2、A1（NO3）3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生。则反应后所得溶液中含有的金属离子有_____;反应后溶液的质量比原混合溶液的质量_______（填“大”或“小”）;写出溶液中发生的有关方程式_______________、__________。
（三）金属与盐溶液反应图像题
例题：向一定量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉，所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如右图。请分析a点时溶液中有哪些溶质？c点时过滤能得到哪些固体？b～d段溶液质量增加的原因是什么？
解析：根据反应发生的先后顺序，可知ab 段发生的是锌与硝酸银反应，bd段发生的是锌与硝酸铜反应，a点处于第一个反应正在发生时，因此溶质有生成的硝酸锌、剩余的硝酸银，没有反应的硝酸铜。c点处于第二个反应正在发生时，滤出的固体有银和铜，由于生成的硝酸锌质量大于参加反应的硝酸铜质量，所以bd段溶液质量增加。
跟踪练习：向一定质量Fe（NO3）2、A1（NO3）3和AgNO3的混合溶液中加入Zn，溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示。
（1）当加入锌的质量为a时，溶液中有——种溶质。
（2）当加入锌的质量为d时，溶液中的金属离子有——————。
（3）写出bd 段发生反应的化学方程式————————————。
通过上面对金属与盐溶液反应专题知识点的梳理和细化，我们可以看出，金属和盐溶液的置换题目任其万变不离其宗那就是先后顺序，正所谓《大学》中的那句话：知所先后，则近道矣。抓住这一点，所有题目都可解之。