【知识点】
1. 金属活动性顺序:在化学反应中,金属活动性顺序表是判断金属能否与酸或盐溶液发生置换反应的重要依据。在这个题目中,铁(Fe)、铜(Cu)和银(Ag)的活动性顺序是:铁 > 铜 > 银。这意味着铁可以置换出铜和银,而铜只能置换出银。
2. 置换反应:金属与盐溶液的反应通常是置换反应,即较活泼的金属能把较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。例如,铁与硝酸银(AgNO3)反应生成银(Ag)和硝酸亚铁(Fe(NO3)2)。
3. 反应完全度:在化学反应中,如果金属足量,它会将溶液中的所有可反应金属离子置换出来。但如题目所示,当滤渣中加入稀盐酸无气泡产生,说明滤渣中不含未反应的铁,因为铁能与盐酸反应生成氢气。
4. 滤液颜色:溶液的颜色变化可以帮助判断反应进程。例如,滤液呈浅绿色,通常表明溶液中仍有亚铁离子(Fe2+),意味着锌(Zn)没有完全将铁离子置换出来。
5. 滤渣成分分析:滤渣中一定含有最不活泼的金属,即银(Ag)。如果金属过量,还可能包含部分较活泼的金属,但根据题目中的实验现象,滤渣中可能含有铜(Cu),但不含有铁(Fe)。
6. 滤液成分:滤液中一定含有由金属与盐溶液反应生成的新盐,如硝酸锌(Zn(NO3)2)和可能未被完全置换的硝酸亚铁(Fe(NO3)2)。若金属不足,滤液中可能还保留原溶液中的硝酸银(AgNO3)和硝酸铜(Cu(NO3)2)。
7. 质量守恒定律:在化学反应中,质量守恒定律指出,反应前后总质量保持不变。在第4题中,反应前后滤液质量仍为m克,这提示可能存在沉淀反应,即反应生成的固体(金属)与溶解的金属离子质量相等。
8. 化学方程式书写:每个题目都涉及到了化学方程式的应用,如Zn + 2AgNO3 → 2Ag + Zn(NO3)2 和Zn + Fe(NO3)2 → Fe + 2Zn(NO3)2,这些方程式揭示了金属间的置换反应机制。
9. 实验推断:通过对实验现象的观察和理解,可以推断出反应是否进行以及反应的程度。例如,滤液颜色的变化、滤渣与酸反应的情况等。
总结,这个题目涉及了金属活动性顺序、置换反应、反应完全度、滤液和滤渣成分分析、质量守恒定律等多个关键的化学知识点,这些都是初中化学学习的重点内容。通过这类习题的解答,学生可以深入理解并掌握这些基本概念和原理。