守恒法应用在金属的计算上.docVIP

用守恒法解有关镁、铝和铁的计算题 有关金属的计算题，解题方法有多种，其中最重要的一种是守恒法，这种方法常常能快速，准确地解出较难的计算题！ 一、得失电子守恒与终态法结合 例1：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. 200 ml B. 250 ml C. 425 ml D. 560 ml 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 解析：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，答案为 D。 例2：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） 解析：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 + 3 H2↑ 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 V(H2) V(H2)=8.96L （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)=3/2n(Al)+1/2n(K) 答案为100 ml。 二、电荷守恒的运用 例3：将K2SO4和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2三种混合溶液加H2SO4酸化。测得 C(SO42- )=0.105 mol/L，C(Al3+)=0.055 mol，pH=2.0(假设H2SO4完全电离为H+和SO42- ) 则C（K+）为：A. 0.045 mol/L B. 0.035 mol/L C. 0.055 mol/L D. 0.040 mol/L 解析：因pH=2.0 所以C（H+）= 0.01 mol/L，C（OH-）很小，忽略不计。根据电荷守恒有：C(K+）+ 3C(Al3+)+ C（H+）= 2C(SO42- ) 解之：C(K+）=0.035 mol/L 例4：现有 K2SO4 和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2的混合溶液，其中n(SO42- )=2 mol 向混合溶液逐滴加入KOH，使生成的沉淀刚好完全溶解时，消耗2 mol KOH溶液，求原溶液中的K+的物质的量？ 解析：生成的沉淀刚好完全溶解时，消耗2 mol KOH溶液，由反应 Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O n(Al3+)=n(OH-)/4=0.5 mol 设原溶液中的K+的物质的量为n(K+原），由电荷守恒，对原溶液有 n(K+原）+ 3n(Al3+) = 2n(SO42- ) ① 加入2 mol KOH溶液后，由电荷守恒有：n(K+原）+ n(K+加入）= n(AlO2-) + 2n(SO42- ) ② 由Al元