在有關(guān)金屬與鹽溶液的試題中,一種金屬往往會(huì)與多種鹽溶液反應(yīng),過(guò)程較為復(fù)雜,有沒(méi)有什么巧妙的方法,能夠幫助我們快速地分析呢?下面我們借助一道例題進(jìn)行學(xué)習(xí).
例1 向AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鋅粉,充分反應(yīng)后過(guò)濾,得到濾渣甲和濾液乙.已知銀離子與氯離子可以結(jié)合,生成白色沉淀,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是( ).
A.濾渣甲中一定含Ag,濾液乙中一定含Zn(NO3)2
B.若濾液乙為無(wú)色,則濾液乙中只含一種溶質(zhì)
C.若向?yàn)V渣甲中滴加稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,則濾渣甲的組成有兩種可能
D.若向?yàn)V液乙中滴加稀鹽酸,有白色沉淀生成,則濾液乙中不一定有四種溶質(zhì)
解析:根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序可知,向AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入足量的鋅粉時(shí),Zn會(huì)先置換出Ag,再置換出Cu,最后置換出Fe,反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是2n+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag、Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu、Zn+Fe(NO3)2=Zn(NO3)2+Fe.
鋅粉的量不同,溶液內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)可能不同,濾渣甲和濾液乙的組成情況也可能不同,如表1所示.
由表1可以看出,在金屬與鹽溶液的反應(yīng)中,無(wú)論各物質(zhì)的質(zhì)量分別是多少,最活潑的金屬一定最先與最不活潑的金屬形成的鹽溶液發(fā)生反應(yīng),最不活潑的金屬的離子最先被置換為單質(zhì),換句話說(shuō),在金屬與鹽溶液的反應(yīng)中,活動(dòng)性越強(qiáng)的金屬轉(zhuǎn)化為鹽的優(yōu)先級(jí)越高,活動(dòng)性越弱的金屬的離子轉(zhuǎn)化為單質(zhì)的優(yōu)先級(jí)越高,在本題中,濾渣中一定存在最不活潑的金屬Ag,可能存在Cu,若Cu存在,則Fe才可能存在,若Fe存在,則Zn才可能存在,即濾渣中金屬存在的優(yōu)先級(jí)由高到低依次是Ag、Cu、Fe、Zn,如圖1所示,濾液中一定存在Zn(NO3)2,可能存在Fe(NO3)2,若Fe(NO3)2存在,則Cu(NO3)2才可能存在,若Cu(NO3)2存在,則AgNO3才可能存在,即濾液中的溶質(zhì)存在的優(yōu)先級(jí)由高到低依次是Zn(NO3)2、Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3,如圖2所示.只有優(yōu)先級(jí)高的物質(zhì)存在了,優(yōu)先級(jí)低的物質(zhì)才可能存在,這便是“優(yōu)先原則”,下面我們利用“優(yōu)先原則”,對(duì)本題中的選項(xiàng)逐個(gè)分析.