Question

實驗課上，老師把一小包銅粉和鋅粉的混合物放入一定量的硝酸銀溶液中，使其充分反應后過濾，得到固體和藍色濾液．老師讓同學們對濾液的組成進行探究．
（1）同學們對濾液中所含的溶質做出了多種猜想，其中有兩種猜想可能成立，這兩種猜想是：
①溶質為________；
②溶質為________．
（2）請你設計實驗來驗證這兩種猜想．

實驗操作	實驗現象和結論

Answer 1

解：（1）在金屬活動性順序中，位置在前的金屬可以把位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，鋅、銅、銀三種金屬的活動性強弱為：鋅＞銅＞銀，銅粉和鋅粉的混合物放入一定量的硝酸銀溶液中，那么銅和鋅都能置換出硝酸銀中的銀，使其充分反應后過濾，得到固體和藍色濾液，得到的固體中一定含銀，得到藍色濾液，說明溶質一定有硝酸銅，那么活動性比銅強的鋅一定是以鹽的形式存在，活動性比銅弱的銀可能全部被置換，也可能有一部分沒被置換出來，所以對濾液溶質的猜測不同就是否含有硝酸銀，所以本題答案為：①硝酸鋅和硝酸銅，②硝酸鋅、硝酸銅和硝酸銀；
（2）設計實驗證明這兩種猜想，就是證明是否含有硝酸銀，所以可從硝酸銀的檢驗著手，根據硝酸銀能發生的化學反應，①能被位置在其前的活潑金屬置換出來，②能與含氯離子的物質反應生成白色沉淀，所以本題答案為：（表述合理即可）

實驗操作	實驗現象和結論
取少量濾液于試管中，在濾液中插入一根銅絲（或銅片 ）	若銅絲表面無變化，證明猜想①（或②）成立（也可以表述為若銅絲表面無變化，證明溶質為硝酸鋅、硝酸銅） 若銅絲表面有銀白色固體析出，證明猜想②（或①）成立（也可表述為若銅絲表面有銀白色固體析出，證明溶質為硝酸鋅、硝酸銅和硝酸銀）

或用下面的實驗驗證．

實驗操作	實驗現象和結論
取少量濾液于試管中，滴加幾滴稀鹽酸（或其他氯化物溶液）	若濾液無明顯變化，證明猜想①（或②）成立（也可表述為若濾液無明顯變化，正面溶質為硝酸鋅、硝酸銅） 若有白色沉淀生成，證明猜想②（或①）成立（也可表述為若有白色沉淀生成，證明溶質為硝酸鋅、硝酸銅和硝酸銀）

分析：根據金屬活動性順序可知，這三種金屬的活動性強弱為：鋅＞銅＞銀，位置在前的金屬可以把位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來，反應后得到藍色濾液，根據物質溶于水的顏色，說明一定含有硝酸銅，那么活動性比銅強的鋅一定是以鹽的形式存在，活動性比銅弱的銀可能全部被置換，也可能有一部分沒被置換出來，所以對濾液溶質的猜測不同就是否含有硝酸銀．
點評：本題考查了混合金屬與鹽溶液的反應，這是同學們學習中的難點，完成此類題目時，可以依據反應的一般規律做題，即金屬與鹽溶液反應時，金屬的活動性差別越大反應越易進行，如此題中當鋅與銅同時存在時，鋅易與硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀．