例谈时钟法分析金属与盐溶液的反应

向刚

摘要：金属与盐溶液的反应是初中化学教学的难点。引入时钟法，解析金属与盐溶液的反应，可以化解难点。结合实例，介绍通过构建时钟及时针的转动，直观形象地把金属与盐溶液反应可能的情况展现出来。该方法便于学生理解及解题。

关键词：金属与盐溶液反应；金属活动性顺序；时钟法；习题解析方法

文章编号：1005–6629（2017）12–0070–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

金属与盐溶液的反应一直是初中化学的难点，尤其是一种金属与多种盐溶液的反应和多种金属与一种盐溶液的反应问题。解决此类问题的基本方法一般是利用金属活动性顺序表进行分析，在用文字描述反应过程的基础上加以逻辑推理[1，2]。如何更加直观地展示反应的情况，有不少教师做了探讨：如数轴法[3，4]、图示法[5]都在一定程度上有了初步的直观体验，但学生在实际的理解和使用过程中，还是感觉难度较大。通过实际教学发现，对于此类问题，可以仿照转换为时钟分析的形式[6]，则可一目了然。以下分两种情况举例作介绍。

1 一种金属与多种盐溶液的反应

例1 （2016·十堰中考）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CuCl2、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

（1）常规解法：根据在金属活动性顺序中，氢前面的金属能与酸反应生成氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，据此分析判断有关的问题。

由于金属活动性顺序是：Zn>Fe>Cu>Ag，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，锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌，当硝酸银完全反应后，锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，当硝酸铜完全反应后锌再与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁。

A.若滤液中只含一种溶质，就是硝酸锌，滤渣一定含有Ag、Cu、Fe，可能含有Zn，故A正确；

B.当滤液含两种溶质时，溶质是硝酸锌和硝酸亚铁，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Fe，一定不含Zn，故B正确；

C.若滤渣中有红色固体，红色固体是铜，滤液一定含有Zn（NO3）2、Fe（NO3）2，一定不含AgNO3，可能含有Cu（NO3）2，故C错误；

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，故D正确。故选项为：C。

（2）时钟法解题步骤：

①画时钟，建立分区。

画2个同心圆，按照可能出现的金属单质种类，将时钟划分为几个区，其中12点钟位置不变，本题可能出现的金属单质有Ag、Cu、Fe，还有过量的Zn，所以划分为4个区（图1）。

②分区填入物质。

根据相关的反应，按照溶液中生成金属单质的顺序和本身加入金属单质的位置（即金属活动性顺序表相反的顺序），顺时针在内圈中填入对应的金属单质，外圈则为对应的盐溶液，如图1所示。

③转动时针，直视结果。

转动时针，每个区又可以分为2个区（图2的虚线表示），以12点钟的位置为起点，分别转到对应的分区线为终点（图2的①②③④⑤⑥⑦）。已经过区域的内圈表示此时存在的金属，外圈表示对应反应的盐溶液；未经过区域的外圈则表示溶液中此时还存在的盐溶液。对应的反应问题不仅

2 多种金属与一种盐溶液的反应

例3 在氯化铜溶液中加入一定量的锌和铁，充分反应后得到一些固体。过滤，向固体中加入少量稀盐酸，有气体放出，则下列叙述中正确的有：①固体中一定含有锌②固体中一定没有铜③固体中一定含有铁④溶质中一定含有氯化锌⑤溶质中一定没有氯化亚铁⑥溶质中肯定没有氯化铜（ ）

A.①③④⑤ B.②④⑥

C.③④⑥ D.③⑤⑥

时钟法解题步骤：

①画时钟，建立分区。

画2个同心圆，按照可能出现的盐的种类，将时钟划分为几个区，其中12点钟位置不变，本题可能出现的盐有ZnCl2、FeCl2和过量的CuCl2，所以分为3个区，如图4所示。

②分区填入物质。

根据相关的反应，按照溶液中生成盐的顺序和本身的盐溶液（即盐溶液按照对应金属活动性顺序表的顺序），顺时针在内圈中填入对应的盐溶液，外圈则为对应的单质，如图5所示。

③轉动时针，直视结果。

跟一种金属与多种盐溶液的反应类似，转动时针，以12点钟的位置为起点，分别转到对应的分区线为终点（图5的①②③④⑤）。已经过区域的内圈表示此时存在的盐溶液，外圈表示对应反应的金属；未经过区域的外圈则表示还存在的金属。分析得到满足条件的只有情况①溶液Zn2+，金属Zn、Fe、Cu②Zn2+，Fe、Cu③Zn2+、Fe2+，Fe、Cu，所以答案选C。

例4 （2016·南宁中考）将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡产生，下列说法错误的是（ ）

A.滤液中最多含有两种溶质

B.滤液中一定含有Zn（NO3）2，可能含有Fe（NO3）2

C.滤渣里一定含有Fe和Ag，可能含有Zn

D.若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有Fe和Ag，一定没有Zn

画出时钟图（图6），直接看图，满足条件的是情况①溶液Zn2+，金属Zn、Fe、Ag②Zn2+，Fe、Ag③Zn2+、Fe2+，Fe、Ag，故可直接选择D。

综上所述，利用时钟法分析金属与盐的反应，可以更加直观地得到所有可能的反应情况，也方便学生进一步理解金属与盐的反应。利用时钟法，关键是让学生选对对应的模型，并注意两种模型在填入物质时顺序的区别，则问题即迎刃而解。

参考文献：

[1]成龙.金属与混合盐溶液反应探究[J].中学生数理化（教与学），2015，（12）：86.

[2]宋永辉.关于多种金属与盐溶液反应后成分判断的两个原则[J].中学化学教学参考，2016，（2）：50～51.

[3]黄六仔.浅谈金属和多种盐溶液反应的技巧解法[J].数理化解题研究（初中），2013，（2）：60.

[4]夏学东.利用数轴巧解金属与盐溶液反应的中考题[J].考试周刊，2015，（54）：150.

[5]叶茂.利用图示法分析金属与盐溶液反应的过程[J].化学教学，2015，（10）：85～87.

[6]王希庆.三相变压器联结组的分析与综合[J].电脑迷，2016，（6）：49～50.endprint