利用“列表法”分析金屬與鹽溶液反應后的濾液濾渣

鄧惠軍

（云南師范大學附屬潤城學校，云南 昆明 650031）

1 “列表法”簡介

“列表法”依據金屬活動性順序[1]，將濾液可能的成分按金屬活動性由強到弱以金屬鹽的形式由左到右排為第一行，將濾渣可能的成分以金屬單質形式由弱到強、由上到下排為左側第一列，中間表格內用“√”或“×”表示濾液中有無該金屬鹽。

示例：有三種金屬A、B、C，若金屬活動性A＞B＞C，將金屬A加入金屬B和C的鹽溶液中，則A先與C鹽反應，若有剩余則與B鹽反應，再有剩余便直接成為濾渣，可能出現的情況如下：

1）金屬A的加入量非常小。此時A先與C鹽反應，但并不足以將C全部置換出來，濾渣的成分為C，濾液的成分為A鹽、B鹽、C鹽。2）金屬A的加入量增加到恰好與C鹽完全反應。此時濾渣的成分為C，濾液的成分為A鹽、B鹽。3）金屬A的加入量增加到與C鹽完全反應后仍有剩余。剩余的A與B鹽反應，但不足以將B全部置換出來，此時濾渣的成分為C、B，濾液的成分為A鹽、B鹽。4）金屬A的加入量增加到與C鹽完全反應后，剩余的A與B鹽恰好完全反應。此時濾渣的成分為C、B，濾液的成分為A鹽。5） 金屬A的加入量增加到與C鹽、B鹽完全反應后，仍有剩余。此時濾渣的成分為C、B、A，濾液的成分為A鹽。

將以上采用“列表法”表示如表1所示。

表1 “列表法”基本情況示例表

“列表法”中，對于濾渣，金屬活動性最弱的金屬最先出現，出現兩次后增加一種金屬活動性第二弱的金屬，每種金屬出現兩次后增加一種活動性次弱金屬，直至最強金屬出現時止。對于濾液，第1種情況時所有可能的金屬鹽均存在，從第2種情況開始，金屬活動性由弱到強的金屬的鹽依次消失，每種金屬鹽連續(xù)消失兩次后，下一種活動性次弱的金屬的鹽消失，直至活動性第2強的金屬的鹽消失兩次后止，活動性最強的金屬的鹽始終存在。

2 “列表法”的應用實例

2.1 一種金屬與兩種鹽或兩種金屬與一種鹽的溶液反應

例1（2018年 曲靖中考） 向一定量的AgNO3溶液中加入一定量的鋅粉和銅粉，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液，對濾渣和濾液分析正確的有________。

① 若濾液呈藍色，則濾渣中一定含有Ag，一定不含有Cu。

②若濾液中只含有一種溶質，則濾渣中一定含有Ag、Cu，可能含有Zn。

③若濾渣中只含有一種金屬，則濾液中一定含有Zn(NO3)2、Cu(NO3)2，一定不含有AgNO3。

④若向濾渣中滴加稀鹽酸無氣體產生，則濾液中一定含有Zn(NO3)2，可能含有Cu(NO3)2、AgNO3。

根據金屬活動性順序Zn＞Cu＞Ag，采用“列表法”可得表2。

表2 鋅粉和銅粉加入AgNO3溶液的“列表法”濾液濾渣情況分析

由表2知，濾液呈藍色時，可能的濾液濾渣成分為情況1、2、3，則濾渣中一定有Ag，可能有Cu，故①錯誤；若濾液中只有一種溶質，可能的濾液濾渣成分為情況4、5，則濾渣中一定有Ag、Cu，可能有Zn，故②正確；若濾渣中只有一種金屬，可能的濾液濾渣成分為情況1、2，則濾液中一定有Zn(NO3)2、Cu(NO3)2，可能有AgNO3，故③錯誤；若向濾渣中滴加稀鹽酸無氣體產生，可能的濾液濾渣成分為情況1、2、3、4，則濾液中一定有Zn(NO3)2，可能有AgNO3、Cu(NO3)2，故④正確。故本題答案為②④。

2.2 兩種金屬與兩種鹽的溶液反應

例2（2018年昆明中考）向AgNO3和Cu(NO3)2，混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末，充分反應后，過濾、洗滌，得到濾渣和濾液。下列說法正確的有________。

①濾渣中一定含有Ag，濾液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3。

②當濾液為藍色時，濾渣中一定有Cu、Ag，一定沒有Zn、Fe。

③向濾渣中加入鹽酸，有氣體產生，則濾渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn。

④向濾液中加入KCl溶液，無明顯現象，則濾液中一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，濾渣中可能有Zn、Fe、Cu。

A.1種 B.2種 C.3種 D.4種

根據金屬活動性順序 Zn＞Fe＞Cu＞Ag，取活動性最強的金屬，由弱到強依次置換鹽溶液中的金屬，采用“列表法”可得表3。

表3 Zn、Fe和Cu加入AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的“列表法”濾液濾渣情況分析

由表3知，濾渣中一定有Ag，濾液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3，故①正確；當濾液為藍色時，說明濾液中有Cu2+，可能的濾液濾渣成分為情況1、2、3，濾渣中一定有Ag，可能有Cu，一定沒有Zn、Fe，故②錯誤；向濾渣中加入鹽酸有氣體產生，說明有氫前金屬Fe或Zn，可能的濾液濾渣成分為情況5、6、7，則濾渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn，故③正確；向濾液中加入KCl溶液無明顯現象，說明濾液中無Ag+，可能的濾液濾渣成分為情況2、3、4、5、6、7，則濾液中一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，一定沒有AgNO3，濾渣中一定有Ag，可能有Zn、Fe、Cu，故④正確。故本題答案為C。

例3（2019年昆明中考）向Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中加入一定量的Zn、Mg，充分反應后過濾，得到濾液和濾渣，再向濾液中加入銅粉，濾液顏色無變化，則濾渣成分組成可能有4種情況。

根據金屬活動性順序 Mg＞Zn＞Cu＞Ag，采用“列表法”可得表4。

由表4知，向濾液中加入銅粉，濾液顏色無變化，說明濾液中無AgNO3，可能的濾液濾渣成分情況2、3、4、5、6、7，可能的濾渣成分為Ag 或 Ag、Cu 或 Ag、Cu、Zn 或 Ag、Cu、Zn、Mg，共4種情況，故本題正確。

表4 AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入Zn、Mg的“列表法”濾液濾渣情況分析

3 結語

根據常見金屬在溶液中的活動順序，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來[1]，但涉及三種或以上金屬反應對學生的分析能力和思維嚴密性要求較高，之前有如“數軸法”[2-3]、“圖示法”[4]、“時鐘法”[5]、“擠牙膏法”[6]等都提出了自己的解決方案，但學生在理解時仍感覺難度較大。實際教學中發(fā)現，“列表法”雖然繪制表格時間相對較長，但可將復雜問題簡單化，將反應后的濾液濾渣成分直觀展示出來，有效提高學生做題的準確性，特別對理解能力較弱的同學幫助很大。