近几年中考涉及金属反应的类型主要有,一种金属与几种盐溶液的反应,两种金属与一种盐溶液的反应,一种未知金属与几种盐溶液的反应,等等。未来可能出题的方向将包括两种金属与几种盐溶液的反应,以及一种已知金属和一种未知金属与一种盐溶液的反应等。下面,我将此类问题的知识结构和解题规律总结如下,供化学老师们参考。
一、金属反应的知识结构
二、解题规律
1、总体策略:
(1)审题:审好题是关键。即确定金属与盐溶液的反应顺序,最好是转换为金属离子来分析。
如果是一种金属加入几种金属离子的盐溶液中,确定哪种离子最先反应,哪种离子接着反应,哪种离子不反应。
如果是两种金属,首先确定优先反应的金属与溶液中金属离子反应的顺序,再确定另一种金属的反应顺序。
如果是未知金属,采用极端假设法进行分析,与选项相结合,首先假定未知金属与金属离子都不反应,得出结论;再假定未知金属与金属离子都能反应,得出结论;最后考虑只和部分金属离子反应的情况,得出结论。
(2)按照金属由不足到过量的思维顺序确定反应节点,节点包括:刚好开始反应、第一种金属离子刚好反应完、第二种金属离子开始反应、第二种金属离子刚好反应完……以此类推。每一节点要从滤渣成分和滤液成分两部分进行分析。
(3)结合题干要求和选项内容确定正确答案。
2、解题举例
(1)一种金属与几种盐溶液的反应
(2016年十堰中考)分别将不同质量的锌粉加入到一定量的Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中,充分反应后过滤,以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法,错误的是( )
A.若滤液中只含一种溶质,滤渣一定含有Ag、Cu、Fe,可能含有Zn
B.当滤液含两种溶质时,滤渣一定含有Ag、Cu,可能含有Fe,一定不含Zn
C.若滤渣中有红色固体,滤液一定含有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2,一定不含AgNO3、Cu(NO3)2
D.若向所得滤渣中滴加稀盐酸无气泡生成,滤渣一定含有Ag,可能含Cu,一定不含Fe和Zn
解题过程:
方法一:(1)确定锌与金属离子的反应顺序是Ag+、Cu2+、Fe2+
(2)由锌不足到过量确定反应节点及滤渣、滤液的成分
反应节点 滤渣成分 滤液成分
①Ag+刚开始反应 Ag Zn2+、Fe2+、Cu2+、Ag+
②Ag+刚反应完 Ag Zn2+、Fe2+、Cu2+
③Cu2+开始反应 Ag、Cu Zn2+、Fe2+、Cu2+
④Cu2+刚反应完 Ag、Cu Zn2+、Fe2+
⑤Fe2+开始反应 Ag、Cu、Fe Zn2+、Fe2+
⑥Fe2+刚反应完 Ag、Cu、Fe Zn2+
⑦Zn粉过量 Ag、Cu、Fe、Zn Zn2+
(3)结合选项进行分析。A答案是⑥⑦两种情况,正确;B答案是④⑤两种情况,正确;C答案是③④⑤⑥⑦五种情况,在③时有Cu2+,错误;D答案滴加盐酸无气泡,是①②③④四种情况,正确。
方法二:根据选项答案,采用整体分析的方法(包含极端思维)解题。(本方法快捷,花时间少,但对思维能力要求较高,不适合成绩中等及以下学生掌握)
首先还是要确定锌与Ag+、Cu2+、Fe2+的反应顺序。
然后,根据选项A,溶液中只有一种溶质,则一定是含Zn(NO3)2溶液,则锌过量或恰好使Fe2+反应完,滤渣中含Ag、Cu、Fe或Ag、Cu、Fe、Zn,A正确。
选项B,滤液中含两种溶质,其一肯定是Zn(NO3)2,其二只能是Fe(NO3)2,此时Ag+、Cu2+已反应完,Fe2+有可能没反应,有可能反应了一部分,故滤渣一定含有Ag、Cu,可能含有Fe,锌不足,一定不含Zn,B正确。
选项C,滤渣中有Cu,意味着Cu2+部分反应或已反应完,溶液中可能含Cu2+或不含Cu2+。C错误。
选项D,加盐酸无气泡,说明滤渣中一定不含Fe、Zn,一定含Ag(Ag+最先反应),可能含Cu。D正确。
建议:方法一是训练思维严密性的范例,一定不要跳过方法一,学生不一定要列表,但一定要在草稿纸上将分析顺序写出来;方法二适合整体思维能力较强的学生,可在掌握方法一的基础上让一部分学生尝试。
(2)两种金属与一种盐溶液反应
(2017年十堰中考)将一定质量的铁粉和铜粉的混合物加入到硝酸银溶液中,充分反应后过滤得滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸,无明显现象。则关于滤渣和滤液的说法正确的是
①滤渣中一定含有银和铜 ②滤液中一定含有硝酸亚铁和硝酸铜 ③滤渣中一定含有银,可能含有铜 ④滤液中一定含硝酸亚铁,可能含有硝酸银
A.①② B.③④ C.②③ D.①④
解题过程:
方法一:(1)确定铁优先与Ag+反应,铁反应完后才轮到铜。
(2)从铁、铜不足到过量以及硝酸银过量到不足两种角度来确定铁、铜反应节点及滤渣、滤液的成分。
首先假定Ag+是足量的:
反应节点 滤渣成分 滤液成分
①Fe刚开始反应 Fe、Cu、Ag Fe2+、Ag+
②Fe刚反应完 Cu、Ag Fe2+、Ag+
③Cu刚开始反应 Cu、Ag Fe2+、Ag+、Cu2+
④Cu刚反应完 Ag Fe2+、Ag+、Cu2+
⑤Cu刚反应完、Ag+也反应完 Ag Fe2+、Cu2+
再假定Ag+不足量:
反应节点 滤渣成分 滤液成分
⑥Fe刚开始反应,Ag+反应完 Fe、Cu、Ag Fe2+
⑦Cu刚开始反应,Ag+反应完 Cu、Fe、Ag Fe2+ 、Cu2+
(3)结合选项分析,①错误,因为④⑤两种情况没有Cu;
②错误,因为①②⑥中没有Cu2+;③正确,④正确。
方法二:整体分析
首先确定铁优先与Ag+反应,铁反应完后才轮到铜。
选项①,滤渣中一定有银,但不一定有铜,因为Ag+过量时,铜完全溶解,不正确;
选项②,滤液中一定含有硝酸亚铁,因为只要反应发生,就一定是铁先反应,生成硝酸亚铁,但不一定有硝酸铜,因为硝酸银不足量时,有可能已和铁反应完了,不正确。
分析到这里,答案已经得出,就是B答案,这也是一种解题技巧。
选项③,在选项①中已分析。
选项④,当硝酸银过量时,存在此种情况。
(3)一种未知金属与几种盐溶液的反应
(2018年十堰中考)将一定量的金属M加入到含有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,根据实验分析,下列说法正确的是()
①若滤液为蓝色,则滤渣中一定不含锌和M
②若滤液只含一种溶质,滤渣含四种金属,则几种金属的活动性顺序:M>Zn>Cu>Ag
③若滤渣中含有M,则滤液中溶质种类最多含三种,最少含一种
④向滤渣中加入稀盐酸产生无色气体,则滤渣中一定含有锌,可能含有M
②④ B. ①④ C. ②③ D. ①③
分析:由于给出的金属是未知的,一下子增大了答题难度,但只要采用极端假设法,就可以化未知为已知,按已有解题思维模式解答。
首先假定M和三种溶质都不反应,则滤渣中只含M,选项①不正确。
再假定M与三种溶质都能反应,且M过量,则滤渣中含四种金属,滤液中只有一种含M离子的溶质,选项②正确。
再假定M的活动性位于银之前,则滤渣中最多有两种金属(Ag和过量的M),滤液中最多有四种溶质(M离子、Cu2+ 、Zn2+ 以及没反应完的Ag+),选项③不正确。
到此,答案已出,即A答案。
再继续分析下去:
假定M位于铜之前,则滤渣中最多有三种金属(Ag、Cu和过量的M),滤液中最多三种溶质(M离子、Zn2+ 以及没反应完的Cu2+)。
假定假定M位于锌之前,则滤渣中最多四种金属(Ag、Cu、Zn和过量的M),滤液中最多两种溶质(M离子以及没反应完的Zn2+ ),此时向滤渣中加稀盐酸,Zn和过量的M都可能和盐酸反应。选项④正确。
此解析虽没有按方法一的套路进行分析,但分析过程却是沿用的方法一中的方法,仍然是要找节点,此节点在于M由极不活泼到极活泼(对本题中的金属而言)的思维顺序来进行分析。
3、未来出题的方向预测
金属与盐、酸的反应是中考出题的固定题型,是最后一道选择题的必考题,而且每年的得分率均较低。这是因为此题要求学生掌握金属反应的完整知识结构,以及解此类的规律和方法,如果不研究,不训练,形成不了解题思维模式,一定达不到理想的效果。而一旦掌握了诀窍,不管怎么出题,万变不离其宗。
未来化学中考出题总的方向是进一步降低难度,这是高考改革的必然,也是后年新中考的要求,预计这最后的两年会基本维持固有题型,难度适度降低。所以,对于本题型的备考还是要立足利用原有题型进行知识结构和思维方式的训练,适当拓展,以不变应万变。
提供两类型的出题模式,供大家参考。
(1)两种金属与两种盐溶液的反应
将一定质量的铁粉和铜粉的混合物加入到含硝酸锌和硝酸银的溶液中,充分反应后过滤得滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生。则关于滤渣和滤液的说法正确的是
①滤渣中一定含有银、铜和铁 ②滤液中一定含有硝酸亚铁和硝酸锌 ③滤渣中一定含有锌和银,可能含有铁或铜 ④滤液中一定含硝酸亚铁、硝酸锌,可能含有硝酸银
A.①② B.③④ C.②③ D.①④
(虽然溶质增加为两种,但硝酸锌是干扰项,分析的方法同2017年中考题)
(2)一种已知金属和一种未知金属与一种盐溶液的反应
将一定量的金属M和锌的混合物加入到含有硝酸铜的溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,根据实验分析,下列说法正确的是()
①若滤液仍为蓝色,则滤渣中一定不含锌和M
②若滤液只含一种溶质,滤渣含三种金属,则三种金属的活动性顺序:M>Zn>Cu
③若滤渣中含有M,则滤液中溶质种类最多含三种,最少含一种
④向滤渣中加入稀盐酸产生无色气体,则滤渣中一定含有锌,可能含有M
②④ B. ①④ C. ③④ D. ①③
(这道题的思维容量有点大哟,不过,建立起思维顺序——①M排在Cu之后②M排在Cu之前Zn之后③M排在Zn之前,在再根据反应节点来分析,也是没问题的。另外,根据做题技巧也可快速得到答案的。)