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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
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