守恒法應(yīng)用在金屬的計算上

1、用守恒法解有關(guān)鎂、鋁和鐵的計算題用守恒法解有關(guān)鎂、鋁和鐵的計算題有關(guān)金屬的計算題，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)確地解出較難的計算題！一、得失電子守恒與終態(tài)法結(jié)合一、得失電子守恒與終態(tài)法結(jié)合例1：將5.1g鎂和鋁投入500ml2molL的鹽酸中，生成氫氣0.5g，金屬完全溶解：再加入4molL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.200mlB.250mlC.42

2、5mlD.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，據(jù)Na與Cl守恒有5002=4V（NaOH），所以V（NaOH）=250ml。(2)生成沉淀的質(zhì)量最多是（）A.22.1gB.8.5gC.10.2gD.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，只要計算出OH的物質(zhì)的量即可，而OH的物質(zhì)的量等于

3、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)后，剩余金屬為1.8g（1）計算放出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)），2K2H2O=2KOHH2↑①2KOH2H2O2Al

4、=2NaAlO23H2↑②①②得：2K2Al4H2O=2NaAlO24H2↑有關(guān)系式金屬質(zhì)量～～～氫氣體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）66g44.8LV(H2)V(H2)=8.96L（2）過濾出未反應(yīng)的金屬，向濾液中逐滴加入4molL的H2SO4溶液，生成沉淀的最大值是多少，此時消耗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

5、K2SO4溶質(zhì)，據(jù)K與SO42守恒有關(guān)系式2K～～～～H2SO42mol1mol0.2mol4V（H2SO4）V（H2SO4）=25ml（3）生成沉淀后，再加入H2SO4溶液，使沉淀剛好完全溶解，此時消耗H2SO4溶液的體積是多少？解析：沉淀剛好完全溶解時，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)=32n(Al)12n(K)答案為100ml。二、電荷守恒的運(yùn)

6、用二、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。測得C(SO42)=0.105molL，C(Al3)=0.055mol，pH=2.0(假設(shè)H2SO4完全電離為H和SO42)則C（K）為：A.0.045molLB.0.035molLC.0.055molLD.0.040molL解析：因pH=2.0所以C（H）=0.01molL，C（OH）很小，忽略不計。根據(jù)電荷守恒聯(lián)立①②③有：C

7、(AlO2)=10pH11（提示：關(guān)系式是否正確，可帶入檢驗）（3）向混合溶液中加入NaOH容液，使溶液的pH=11，需要加入NaOH_____g（忽略溶液的體積變化）解析：(方法一)中和鹽酸消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.1mol，因pH=11，沉淀Mg2消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.2molpH=11時，C(AlO2)=1molL，n(AlO2)=1mol因為溶液呈堿性，所以Al3不能大量共存，由Al元素質(zhì)量守恒有：nAl(OH)3=n(

8、Al)n(AlO2)nAl(OH)3=0.2mol1molAl3轉(zhuǎn)化為AlO2需要4molOH，0.2molAl3轉(zhuǎn)化為Al(OH)3需要0.6molOH，所以需要加入NaOH的物質(zhì)的量為n(NaOH)=0.10.240.6=4.9molm(NaOH)=196g。（方法二）pH=11時，溶液中溶質(zhì)為NaCl和NaAlO2溶液，由質(zhì)量和電荷守恒有：n(Na)=n(AlO2)n(Cl)而n(Cl)=0.10.121.23=3.9moln(A

9、lO2)=1mol所以n(NaOH)=n(Na)=4.9molm(NaOH)=196g練習(xí)題練習(xí)題:（1）將10.2g的鎂和鋁投入1000ml2molL的鹽酸中，金屬完全溶解：再加入4molL的NaOH溶液，若要使生成的沉淀最多，則應(yīng)加入NaOH溶液的體積是（）A100mlB700mlC600mlD500ml（2）一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250ml2molL的硝酸溶液，反應(yīng)完全后，生成1.12LNO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，再加入

10、1molL的NaOH溶液，要使鐵元素完全沉淀下來，所加NaOH溶液的體積最少為A450mlB500mlC400mlD不能確定（3）向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物投入100ml1molL的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出224ml（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氣體，所得溶液中，加入KSCN溶液無血紅色出現(xiàn)，若用過量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的混合物，能得鐵的質(zhì)量為（）A11.2gB5.6gC2.8gD無法計算（4）向一定量的Fe、Fe2O3和

11、CuO混合物投入100ml2.2molL的硫酸溶液中，充分反應(yīng)后生成896ml標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體，得不溶物1.28g，過濾后，溶液中陽離子只有Fe2。向濾液中加入2molL的NaOH溶液，加至40ml時開始出現(xiàn)沉淀，則濾液中FeSO4的物質(zhì)的量濃度為（設(shè)濾液體積為100ml）()A2molLB1.8molLC1.9molLD無法計算(5)將4.6gCu和Mg完全溶于濃硝酸溶液中，反應(yīng)中硝酸的還愿產(chǎn)物為4480mlNO2氣體和336mlN2

12、O4氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，反應(yīng)后的溶液中，加入過量NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量為A9.02gB8.51gC8.26gD7.04g參考答案：參考答案：（1）提示：Mg2和Al3全部沉淀，，溶液中只含NaCl溶質(zhì)，選D。（2）提示：鐵元素完全沉淀下來，溶液中溶質(zhì)為NaNO3，依據(jù)氮元素守恒計算，選A。（3）提示：反應(yīng)后的溶液溶質(zhì)只有FeCl2，所以n(Fe)=n(Fe2)=12(Cl)選C。(4)加至40ml時開始出現(xiàn)沉淀時，溶液中溶質(zhì)只有F