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1、用守恒法解有關(guān)鎂、鋁和鐵的計(jì)算題???有關(guān)金屬的計(jì)算題,解題方法有多種,其中最重要的一種是守恒法,這種方法常常能快速,準(zhǔn)確地解出較難的計(jì)算題!一、得失電子守恒與終態(tài)法結(jié)合例1:將5.1g鎂和鋁投入500ml2mol/L的鹽酸中,生成氫氣0.5g,金屬完全溶解:再加入4mol/L的NaOH溶液,?(1)若要使生成的沉淀最多,則應(yīng)加入NaOH溶液的體積是()?A.200ml???B.250ml???C.425ml???D.560ml?解析:要使生成的沉淀最多,Mg2+和Al3+全部生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀,溶液中溶質(zhì)只含NaCl,
2、據(jù)Na+與Cl-守恒有500×2=4×V(NaOH),所以V(NaOH)=250ml。?(2)生成沉淀的質(zhì)量最多是(?)????A.22.1g?????B.?8.5g???C.?10.2g?D.13.6g解析:從始態(tài)(金屬鎂和鋁)到終態(tài)(Mg(OH)2和Al(OH)3)沉淀,固體增加的質(zhì)量為OH-的質(zhì)量,只要計(jì)算出OH-的物質(zhì)的量即可,而OH-的物質(zhì)的量等于反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量,因反應(yīng)中生成氫氣0.5g,所以轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為氫氣物質(zhì)的量的2倍,即0.5mole,答案為D。???例2:向100ml水中投入K和Al共15g,充分反應(yīng)
3、后,剩余金屬為1.8g(1)計(jì)算放出H2多少升(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)解析:剩余金屬1.8g只可能是Al(因鉀要與水反應(yīng)),鉀與水反應(yīng)生成KOH和H2,KOH再與Al反應(yīng)(因金屬Al有剩余,所以生成的KOH完全反應(yīng)),2K+2H2O=2KOH+H2↑①?2KOH+2H2O+2Al=2NaAlO2+3H2↑②?①+②得:2K+2Al+4H2O=2NaAlO2+4H2↑有關(guān)系式??金屬質(zhì)量~~~氫氣體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)??????????????????66g????????????????44.8L??????????????????V(H2)?????
4、?????V(H2)=8.96L(2)過濾出未反應(yīng)的金屬,向?yàn)V液中逐滴加入4mol/L的H2SO4溶液,生成沉淀的最大值是多少,此時(shí)消耗H2SO4溶液的體積是多少?解析:據(jù)Al守恒有關(guān)系式:Al~~~~Al(OH)3可計(jì)算生成沉淀的質(zhì)量。?要使生成的沉淀最多,Al3+全部生成Al(OH)3沉淀,溶液中溶質(zhì)只含K2SO4溶質(zhì),據(jù)K+與SO42-守恒有關(guān)系式?2K~~~~H2SO4????????????2mol??????????1mol?0.2mol???????4×V(H2SO4)?V(H2SO4)=25ml(3)生成沉淀后,再加入H2S
5、O4溶液,使沉淀剛好完全溶解,此時(shí)消耗H2SO4溶液的體積是多少?解析:沉淀剛好完全溶解時(shí),溶液中只有K2SO4和Al2(SO4)3。由電荷守恒有:2n(SO42-)=3n(Al3+)+n(K+),所以有n(H2SO4)=3/2n(Al)+1/2n(K)?答案為100ml。??二、電荷守恒的運(yùn)用例3:將K2SO4和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2三種混合溶液加H2SO4酸化。測(cè)得C(SO42-)=0.105mol/L,C(Al3+)=0.055mol,pH=2.0(假設(shè)H2SO4完全電離為H+和SO42-)則C(K+)為:?A.0.0
6、45mol/L???B.0.035mol/L??C.?0.055mol/L??D.?0.040mol/L解析:因pH=2.0所以C(H+)=0.01mol/L,C(OH-)很小,忽略不計(jì)。根據(jù)電荷守恒有:C(K+)+3C(Al3+)+C(H+)=2C(SO42-)?解之:C(K+)=0.035mol/L例4:現(xiàn)有K2SO4和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2的混合溶液,其中n(SO42-)=2mol?向混合溶液逐滴加入KOH,使生成的沉淀剛好完全溶解時(shí),消耗2molKOH溶液,求原溶液中的K+的物質(zhì)的量?解析:生成的沉淀剛好完全溶解時(shí),
7、消耗2molKOH溶液,由反應(yīng)?????Al3++4OH-=AlO2-+2H2O??n(Al3+)=n(OH-)/4=0.5mol???設(shè)原溶液中的K+的物質(zhì)的量為n(K+原),由電荷守恒,對(duì)原溶液有?????????n(K+原)+3n(Al3+)=2n(SO42-)?①加入2molKOH溶液后,由電荷守恒有:????????n(K+原)+n(K+加入)=n(AlO2-)+2n(SO42-)?②?????由Al元素守恒有:n(Al3+)=n(AlO2-)??③聯(lián)立①②③解得:n(K+原)=2.5mol???例5:某些化學(xué)試劑可用于凈水。水處
8、理中使用一種無機(jī)高分子,化學(xué)式為[Al2(OH)nClm·yHO]x,式中m等于?A.3-n???B.6-n???C.6+n??D.?3+n解析:由電荷守恒有:3n(Al3+)=