金属活动性“流程式”探究

□张艳丽

金属活动性“流程式”探究

□张艳丽

在2015年中考命题中，多地将金属活动性顺序相关问题的考查与工业生产流程或实验设计流程相结合，使考生深切感受到化学知识在生产生活中的具体应用，从而增强了同学们学习化学知识的使命感.解答此类“流程式”探究题，技巧性很强，既要掌握反应的基本原理，又要注意从流程示意图中理清题目提供的条件，结合问题寻找解决问题的方法.

一、“实验设计流程式”探究

例1（2015·大连）某合金由铝、铁、铜3种金属组成，现要测定一定质量该合金粉末中铝的质量，设计以下流程并进行实验.

（1）通过以上实验也可验证3种金属的活动性顺序，请写出判断依据.

（2）为什么要向合金粉末中加入适量的稀硫酸？

（3）为达到实验目的，需要称量上述流程中哪些物质的质量？如何确定铝的质量？

解析：根据“在金属活动顺序中，氢前面的金属能与酸反应，氢的后面的金属不能与酸反应”，“活泼的金属能把不活泼的金属从其化合物溶液中置换出来”等基本反应原理，分析实验过程中发生的反应及试剂的作用，并利用化学方程式进行计算.

（1）根据金属的活泼性顺序：铝>铁>氢>铜，所以向3种金属混合物中加入稀硫酸，铝、铁能够反应产生硫酸铝和硫酸亚铁，而铜不反应，得到的滤液再加入过量的铝，铝又和硫酸亚铁反应产生硫酸铝和铁，由此说明铁的活动性比铁强，且位于氢前面，而铜位于氢后面，因此可以验证3种金属的活动性顺序.

（2）加入适量的稀硫酸可以把铝和铁都溶解.

（3）要测定混合物中铝的质量，需要知道混合物的质量、分离出铜和铁的质量，剩下的为铝，因此需要测量的量有：称量步骤①中的铜的质量、步骤②中加入铝粉的质量（假设为a），和铁铝混合物的质量（假设为b）；铁的质量可以通过铝和硫酸亚铁的反应关系进行计算.

答案：见以上解析

点拨：解答此类“实验流程式”探究题的关键是要熟记金属活动性顺序及其应用，以及与之相关的单质、氧化物、酸的性质等知识；根据题目所给的实验流程图，结合所学的知识和技能，细致阅读，厘清题意，重点找出解题所需的“信息”；将“问题”和“信息”相联系，搭建两者之间的“桥梁”，即可得到答案.

二、“工业生产流程式”探究

例2（2015·揭阳）某金属冶炼厂的工业废渣中含有泥沙和某些单质，其中单质含有铜、锌和少部分硫.现欲回收铜和锌，并对硫进行处理，主要流程如下图所示：

（1）在废气A中，一定含有的有害气体是（填化学式）；操作①的操作名称是_________.

（2）溶液D中含有的溶质是_________（填化学式）.

（3）写出加入Zn后发生的化学方程式（写出其中之一即可）_________.

解析：（1）由于工业废渣中含有单质硫，在燃烧时生成了二氧化硫，所以，在废气A中一定含有的有害气体是SO2；由于操作①是将固液分离，所以操作名称是过滤.

（2）由题意可知，在足量的空气中加热时，铜、锌与氧气反应分别生成了氧化铜和氧化锌，再加入过量的稀硫酸后，分别与稀硫酸反应生成了硫酸锌、硫酸铜，所以，溶液D中含有的溶质是ZnSO4、CuSO4和H2SO4.

（3）由于溶液中含有CuSO4和H2SO4，在加入锌时，能分别与锌反应，所以发生反应的方程式为SO4.

答案：（1）SO2；过滤（2）ZnSO4、CuSO4和H2SO4

点拨：本题主要考查的知识点有金属的性质、化学方程式的书写，也包括对物质分离与提纯的技能考查，解决的重点是依据金属活动性顺序及生产的目的，对每一个生产流程所发生的反应作出详细的分析与判断.

在解答“流程式”探究题时，为了提高答题的准确率，除了掌握金属活动性顺序等基本知识和原理外，我们还要注意以下几个方面：

1.明确实验目的.从题干中获取有用信息，了解生产什么产品，产品的性质等.只有知道了实验目的，才能非常清楚地知道整个流程的意义所在.

2.弄清反应原理，分清主产品和副产品.分析流程中的每一步骤，从几个方面来理顺思路：（1）反应物是什么？（2）发生了什么反应？（3）该反应生成了什么物质（产品），哪是主产品，哪是副产品，什么物质得到“循环利用”？可根据“主线主产品，分支副产品，回头为循环”来作出判断.

3.如果有副产品，还需要考虑如何进行分离和提纯等，主要的操作有结晶、过滤、蒸发等.

4.有时候可能还会涉及到生产效益问题.如原料来源是否广泛、是否可再生、是否节能，对设备的要求，注意环保（从绿色化学方面作答）等.抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品来服务的.