逍遥学能 2010-04-24 00:05
一、电子守恒与终态法结合
例1.向100 mL水中投入K和Al共15 g，充分反应后，剩余金属为1.8 g
（1）计算放出H2多少升（标准状况下）
分析：剩余金属1.8 g只可能是Al（因钾要与水反应），钾与水反应生成 KOH 和H2，KOH 再与 Al 反应（因金属 Al 有剩余，所以生成的KOH完全反应），
2K+2H2O=2KOH+H2↑①
2KOH+ 2H2O + 2Al = 2NaAlO2 + 3H2 ↑ ②
①+②得：2K + 2Al+ 4H2O = 2NaAlO2 + 4H2 ↑
有关系式 金属质量 ～～～ 氢气体积（标准状况下）
66 g 44.8 L
15-1.8 V(H2)=8.96 L
(2)过滤出未反应的金属，向滤液中逐滴加入4 mol/L 的 H2SO4 溶液，生成沉淀的最大值是多少，此时消耗 H2SO4 溶液的体积是多少？
解析：据Al守恒有关系式:Al～～～Al(OH)3可计算生成沉淀的质量。 要使生成的沉淀最多，Al3+全部生成Al(OH)3沉淀,溶液中溶质只含K2SO4溶质，据K+与SO42-守恒有关系式：
2 K ～～～ H2SO4
2 mol 1 mol
0.2 mol 4×V（H2SO4）
V（H2SO4）=25 mL
（3）生成沉淀后，再加入 H2SO4 溶液，使沉淀刚好完全溶解，此时消耗 H2SO4 溶液的体积是多少？
解析：沉淀刚好完全溶解时，溶液中只有 K2SO4 和 Al2(SO4)3。
由电荷守恒有：2n(SO42-)=3n(Al3+)+n(K+)
所以有n(H2SO4 )=3/ n(Al)+1/2n(K)答案为 100 mL
例2.将5.1 g镁和铝投入500 mL,2 mol/L 的盐酸中，生成氢气0.5 g，金属完全溶解。再加入 4 mol/L 的 NaOH 溶液。
(1)若要使生成的沉淀最多，则应加入NaOH溶液的体积是（ ）。
A . 20 0mL B . 250 mL C. 425 mL D. 560 mL
分析：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,溶液中溶质只含 NaCl，据 Na+ 与 Cl- 守恒有：
500×2=4×V（NaOH）
所以V（NaOH）=250 mL
(2)生成沉淀的质量最多是（ ）。
A. 22.1 g B. 8.5 g C. 10.2 g D. 13.6 g
分析：从始态（金属镁和铝）到终态（Mg(OH)2 和 Al(OH)3）沉淀,固体增加的质量为 OH-的质量，只要计算出 OH- 的物质的量即可，而OH- 的物质的量等于反应中转移的电子的物质的量，因反应中生成氢气0.5 g，所以转移的电子的物质的量为氢气物质的量的2倍，即0.5 mol e质量，答案为D。
二、电荷守恒
例1．某些化学试剂可用于净水。水处理中使用一种无机高分子，化学式为[Al2(OH)n Clm·yHO]x,式中m等于( )
A．3-n B.6-n C.6+n D.3+n
解析：由电荷守恒有：3n(Al3+)=n（OH-）+m（Cl-）
即3×2=n+m m =6-n