用守恒法解有关镁、铝和铁的计算题
元素守恒法
“守恒法”在解铁和铁的化合物计算题中的应用在铁及其化合物有关的众多计算题中,能运用守恒关系解答的题型特别多。
解题时,巧用守恒关系,可取得事半功倍的效果。
现将其常见题型及守恒关系归纳如下:一、质量守恒质量守恒指参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成物的质量总和。
例1在2L硫酸铜和硫酸铁的混合溶液中,加入30g铁粉,最后得到2L0.25mol/L的硫酸亚铁溶液和26g固体沉淀物。
求原溶液中硫酸铜和硫酸铁的物质的量浓度各是多少?解析:设硫酸铁和硫酸铜的物质的量分别为x和y。
根据反应前后铁和铜的质量守恒得:56g/mol2x+64g/moly+30g=2L0.25mol/L56g/mol+26g①在由反应前后SO守恒得:3x+y=2L0.25mol②由①②解得:x=0.1mol,y=0.2mol,所以,c(硫酸铁)=0.1mol/2L=0.05mol/L,c(硫酸铜)=0.2mol/2L=0.1mol/L。
二、元素原子守恒元素原子守恒指在化学反应中,某种元素的原子个数(或物质的量、质量)反应前后保持不变。
例2把铁、氧化铁、氧化铜的混合粉末放入110m14mol/L的盐酸中,充分反应后产生896mlH2(标准状况下),残留固体1.28g,过滤,滤液中无Cu2+。
将滤液加水稀释到200ml,测得其中H+深度为0.4mol/L。
求原混合物的质量。
解析:因滤液显酸性(盐酸过量),所以残留固体只能为铜,因残留固体为铜,所以滤液中无Fe3+。
转化关系如下:由铜元素守恒得:n(CuO)=n(Cu)=1.28g/64g/mol=0.02mol由氯元素守恒得:2n(FeCl2)=n(HCl余)=n(HCl总)=0.44mol,即,2n(FeCl2)+0.08mol=0.44mol,则,n(FeCl2)=0.18mol。
由氢元素守恒得:2n(生成H2O)+2n(H2)+n(HCl余)=n(HCl总)=0.44mol,即,2n(生成H2O)+2(0.896L/22.4L/mol)+0.08mol=0.44mol,则,n(生成H2O)=0.14mol。
2024年中考化学技巧性计算分类训练+
技巧性计算分类汇编 (2024)一、 元素守恒法(一)多个反应元素守恒的有关计算【方法指导】找出守恒元素,分析来龙去脉,与已知量建立关系式进行求解。
1.有一包Mg和MgO的混合物共12.8g,与一定质量分数的稀硫酸恰好完全反应,所得溶液中溶质的质量为24g,则原混合物中氧元素的质量为3.2g 。
2.一定质量氧化铝和氧化铁的混合物与100gl4.6%的稀盐酸恰好完全反应,将反应后的溶液蒸干,得到19g固体,则原固体混合物中金属元素的质量为 。
3.将9.6g镁、锌两种金属的混合物加入盛有100g稀硫酸的烧杯中,二者恰好完全反应,将反应后的溶液蒸发、干燥,得到38.4g 固体。
则生成氢气的质量为 ( )A.0.4gB.0.5gC.0.6gD.0.7g4.将20g镁、铁的金属混合物加入到一定质量的稀硫酸中,恰好完全反应后,经测定溶液质量增加了19g,将反应后的溶液蒸干,得到固体的质量为 ( )A.39gB.60gC.68gD.73g5.将镁、铝混合物20g加入一定量的稀硫酸中,恰好完全反应,将反应后的溶液蒸干,称得所得固体的质量为116g,则同样的20g混合物与一定量的稀盐酸恰好完全反应,蒸干后所得固体的质量为 ( )A.91gB.93gC.116gD.162g6. 在CO和(CO₂₂的混合气体中,碳元素的质量分数是36%,将该气体10g通过足量灼热的CuO 粉末,完全反应后,气体通入足量的澄清石灰水中,得到白色沉淀的质量是 ( )A. 10gB. 20gC. 30gD. 10g7. 【2020·三门峡一模】取一定量Fe₂O₃和Al₂O₃的混合物,加入含溶质质量为 19.6 g的稀硫酸,恰好完全反应,则原混合物中氧元素的质量为 ( )A. 1.6gB. 1.8gC. 3.2gD. 3.6g8. 【2020·平顶山一模】用NaCl、CaCl₂、AlCl₂溶液分别与相同浓度的AgNO₃溶液反应,生成等质量的 AgCl,则它们所需.AgNO₃溶液的质量比是 ( )A. 1∶1∶1B. 1:2:3C. 6:3:2D. 117∶222∶2679. 【2018·河南】碱式碳酸铜[[Cu₂(OH)₂CO₃]受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳,反应的化学方程式为 △ ;充分加热24g含氧化铜的碱式碳酸铜固体,若反应前后固体中铜元素的质量分数之比为3:4,则该反应生成水和二氧化碳的质量之和为 g。
高中化学守恒法巧解“铁”的计算题学法指导
高中化学守恒法巧解“铁”的计算题一、质量守恒例1:把a g 铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,加入过量NaOH 溶液。
过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧,得到红色粉末的质量仍为a g ,则原合金中铁的质量分数为( )A. 70%B. 52.4%C. 47.6%D. 30%解析:把a g 铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,生成了+3Al 和+2Fe ,再加入过量NaOH溶液,+3Al 转化为-2AlO ,留在溶液中;+2Fe生成了2)OH (Fe 沉淀,过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧,得到的红色粉末为32O Fe ,铁在反应过程中是守恒的,32O Fe 中氧的量等于合金中铝的量,则%70%100160562%100)O Fe (M )Fe (M 2)Fe (w 32=⨯⨯=⨯=。
选A 项。
二、得失电子守恒例2:将54.4g 铁和氧化铁的混合粉末投入足量的稀42SO H 中,充分反应后收集到4.48L2H (标况),并测得溶液中既没有+3Fe ,也没有固体残留。
求: (1)原混合物中Fe 和32O Fe 各多少克?(2)反应后得到多少摩尔的4FeSO ?解析:设原混合物中Fe 为x g ,则32O Fe 为g )x 4.54(-(1)根据得失电子守恒有:2160x 4.5424.2248.4256x ⨯-+⨯=⨯ 解得g 4.22x =,即原混合物中铁的质量为22.4g ,32O Fe 的质量为g 32g 4.22g 4.54=-。
(2)据铁元素守恒可得:mol 8.02mol g 160g 32mol g 56g 4.22)Fe (n )FeSO (n 114=⨯⋅+⋅==--。
三、电荷守恒例3:已知-+++=+Br 2Fe 2Br Fe 2322,向100mL 的2FeBr 溶液中通入标准状况下的L 36.3Cl 2,充分反应后测得形成的溶液中-Cl 和-Br 的物质的量浓度相等,则原2FeBr 溶液的物质的量浓度为多少?解析:由题中信息可知:还原性-+>Br Fe 2,因此通入2Cl 后+2Fe 应该全部被氧化为+3Fe 。
镁铝铁练习(含答案)
镁铝铁练习1、铁和铁合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是A.不锈钢是铁合金,只含金属元素B.一定条件下,铁粉可与水蒸气反应C.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应 D.在空气中,铁板比镀锌铁板更耐腐蚀2、出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。
下列说法正确的是A. 锡青铜的熔点比纯铜高B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程3.等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应,放出氢气最多的是A.10mol·L-1HCl溶液 B.18 mol·L-1H2SO4溶液C.6 mol·L-1KOH溶液 D.3 mol·L-1HNO3溶液..4.将下列各组物质混合后,溶液中一定有沉淀生成的是()。
A.Al2(SO4)3溶液与氨水B.NaOH溶液与AlCl3溶液C.NaAlO2溶液与盐酸D.铝与NaOH溶液5.认识反应条件对化学反应的影响,对学好化学具有重要意义。
下列说法中正确的是()。
A.镁在空气中或纯净氧气中燃烧的产物都只有MgOB.钠在敞口容器中存放或在空气中燃烧的产物都是Na2O2C.将四氧化三铁溶解于过量的硝酸,所得溶液中含有Fe3+、Fe2+D.氯化铝和过量的氨水反应一定得到Al(OH)3沉淀6.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如右图。
反应中镁和铝的A.物质的量之比为3∶2B.质量之比为3∶2C.摩尔质量之比为2∶3D.反应速率之比为2∶37.用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图),将试管浸入硝酸汞溶液中,片刻取出,然后置于空气中,不久铝箔表面生出“白毛”,红墨水柱右端上升。
根据实验现象判断下列说法错误的是A.实验中发生的反应都是氧化还原反应B.铝是一种较活泼的金属C.铝与氧气反应放出大量的热量D.铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物8.如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线,下列判断错误的是A.①线表示Al3+的物质的量的变化B.x表示AlCl3的物质的量C.③线表示Al(OH)3的物质的量的变化D.④线表示[Al(OH)4]-的物质的量的变化9.某溶液既能溶解Al(OH)3,又能溶解Al,但不能溶解Fe,在该溶液中可以大量共存的离子组是A.K+、Na+、HCO-3、NO-3B.Na+、SO2-4、Cl-、S2-C.NH+4、Mg2+、SO2-4、NO-3D.H+、K+、Cl-、Na+10.下列离子组能在溶液中大量共存的是A、Mg2+、Fe3+、SO42–、I–B、Fe2+、H+、Cl–、NO3–C、Na+、Fe3+、HCO3–、Cl–D、Mg2+、Fe3+、SO42–、Cl–11.把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中充分反应,所得溶液中的金属离子 A.是Fe3+和Cu2+ B.是Fe2+和Cu2+ C.是Fe2+和Fe3+D.只有Fe2+12.下列物质发生反应时其离子方程式不正确的是A.铁与三氯化铁溶液反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+B.足量的氯气通入溴化亚铁溶液中:2Fe2++4Br-+3Cl2 =2Fe3++2Br2+6Cl-C.Fe(OH)3跟盐酸反应:Fe(OH)3+3H+ =Fe3++3H2OD.FeS跟稀硝酸反应:FeS+2H+=Fe2++H2S↑13.下列试剂能用来分离Fe3+与Al3+的是A.NH3·H2O、HClB.NaOH、HClC.(NH4)2CO3、HClD.NaOH、CO214(双选).下列各组离子在溶液中能大量共存的是A.Fe3+、S2-、HCO-3、K+B.Fe2+、H+、NO-3、SO2-4C.Fe3+、Mg2+、NO-3、Cl-D.Fe2+、Cu2+、Cl-、NO-315.有100 mL 0.1 mol/L 的FeCl3溶液与50 mL 0.1mol/L的AgNO3溶液混合后,混合液各离子浓度由大到小的顺序是A.[Cl-]>[Fe3+]>[Ag+]>[NO-3]B.[Cl-]>[Fe3+]>[NO-3]>[Ag+]C.[Fe3+]>[NO-3]>[Cl-]>[Ag+]D.[NO-3]>[Fe3+]>[Cl-]>[Ag+]16.(双选)将铁屑溶于滴有KSCN溶液的过量盐酸后,再加入下列物质,溶液呈红色的是A、硫酸B、氯水C、硝酸锌D、氯化铜17.如右图中,A、B、C、D、E是单质,G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。
一技巧计算(2)
一、元素守恒法1、由Mg(OH)2和MgO组成的混合物,测得其中含镁元素48%。
取该混合物10g,将其投入适量的稀硫酸中恰好反应,所得溶液的溶质质量为()A.12gB.24gC.36gD.48g2、40g镁、铝、锌的混合物与足量的稀硫酸完全反应,蒸发水后得136g固体,则反应过程中放出的氢气的质量()A.4gB.3gC.2gD.无法确定3、现有92g碳酸钠和氯化钠的混合溶液,向该溶液中加入17g硝酸银固体,能恰好反应,则原混合溶液中钠元素的质量分数为()A.6.7%B.2.5%C.92.4%D.18.5%4、某金属氧化物RO(R为未知元素),取该混合物10g和100g14.6%的盐酸恰好完全反应后,产生水和金属氯化物,则10g金属氧化物中含金属元素的质量分数为()A。
32% B.68% C.34% D.65.5%5.将100g含CaCO3质量分数为80%的石灰石样品(杂质不发生化学反应也不含钙),高温灼烧一段时间后,冷却,测得剩余固体中含钙元素的质量分数为41%,则生成CaO的质量约为A.28.0gB.44.8gC.56.0gD.78.0g6.有一种含CaCO3和CaO的混合物,取该混合物16g,经高温煅烧后,将剩余固体投入足量水中,固体全部溶解生成Ca(OH)2,生成的Ca(OH)2质量为22.2g,则原混合物中钙元素的质量分数为()A.40%B.50%C.75%D.45%7.把5.1g镁和铝的合金加入到一定质量、一定质量分数的盐酸中,恰好完全反应,产生0.5gH2,向反应后的溶液中加入一定质量的NaOH溶液,恰好使上述产生的MgCl2、AlCl3完全转化为沉淀,则生成的NaCl的质量为()A.12.25gB.29.25gC.30.5gD.20.25g8. 由Mg(OH)2和MgO组成的混合物,测得其中含镁元素48%。
取该混合物10g,将其投入110g 的稀硫酸中恰好完全反应,所得溶液中溶质的质量分数为()A.12%B.24%C.20%D.30%9.某同学将10gNa2CO3、NaOH的固体混合物投入到100g7.3%的盐酸中,恰好完全反应,则原固体混合物中钠元素的质量分数是()A.37.2%B.56%C.46%D.11.5%10.为测定KClO3、KCl、MnO2的混合物中氯元素的质量分数,某同学将100g混合物充分加热完全反应后,发现固体减少了 4.8g,再将剩余固体完全溶于水经过滤洗涤干燥后称得黑色固体20.7g,则该混合物中氯元素的质量分数是()A.45.5%B.35.5%C.25.5%D.15.5%11、为测定固定时间煅烧石灰石(成分为碳酸钙及20%的不含钙的杂质)的分解率(分解碳酸钙质量占原碳酸钙质量的质量分数),某同学取一块该石灰石研碎后忘记称量而直接煅烧固定时间后,称量剩余固体的质量为103g,向其中加入500g质量分数为14.6%的稀盐酸恰好完全反应,则该石灰石固定时间煅烧后的分解率为()A、35%B、45%C、50%D、80%12、为测定某碳酸氢钠样品中碳酸氢钠的纯度,取一定质量的碳酸氢钠样品(杂质不溶于水,也不与酸反应,受热也不分解)加热一段时间后的固体后得100g固体,向其中加入500g质量分数为7.3%的稀盐酸,充分反应后发现固体质量不再减少,过滤得一定质量的中性溶液和36g不溶物(滤渣),则原碳酸氢钠样品中碳酸氢钠的纯度是()A、50%B、70%C、80%D、90%13、为测定煅烧一段时间后的石灰石(成分为碳酸钙和氧化钙及15%的不含钙的杂质)中的钙元素的质量分数,某同学取100g该石灰石继续煅烧充分反应后,称量剩余固体的质量为78g,则该石灰石中钙元素的质量分数为)()A、35%B、45%C、55%D、65%二、关系式法1-1.有MgSO4、Fe2(SO4)3、K2SO4三种物质的混合物,测得其中硫元素的质量分数为24%,则混合物中金属元素的质量分数为()A.16%B.56%C.28%D.32%1-2.由Na2SO4、Na2SO3、Na2S三种物质组成的混合物中,测得氧元素的质量分数为22%,则其中钠元素的质量分数为()A 、无法确定B 、23%C 、46%D 、32.6%1-3、由Na2S、Na2SO3和Na2SO4组成的混合物中,测得氧元素含量为22%,则其中含硫元素约为()A、32%B、46%C、78%D、无法确定1-4、由硫酸铁和硫酸亚铁组成的混合物,经测定知其中硫元素的质量分数为a%,则混合物中铁元素的质量分数为( )A.1-a%B.1-2a%C.1-3a%D.无法计算2、硫酸钠和碳酸钙的混合粉末中,含硫元素的质量分数为16%,则混合物中钙元素的质量分数为()A.11.6%B.29%C.28%D.32%3、现有氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙的固体混合物11.5g,与109.5g质量分数为10%的盐酸溶液恰好完全反应,则反应后溶液中溶质的质量为()A.12.765gB.8.325gC.16.65gD.5g4、在农业科研实验室里,用一定量的NH4NO3和KH2PO4的固体混合物配制无土栽培营养液,已知固体混合物中氮元素的质量分数为28%,则固体混合物中KH2PO4的质量分数为()A.20%B.25%C.85%D.80%5、医用葡萄糖(化学式C6H12O6)注射液是用葡萄糖、水配制而成的。
2021届高三化学一轮复习——用守恒法解有关镁、铝和铁的计算题
2021届高三化学一轮复习——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 mlB. 250 mlC. 425 mlD. 560 ml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)(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?(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?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/LB. 0.035 mol/LC. 0.055 mol/LD. 0.040 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?例5: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 Cl m·yH2O]x,式中m等于()A. 3-nB. 6-nC. 6+nD. 3+n练习题:1、将10.2 g的镁和铝投入1000 ml 2 mol/L的盐酸中,金属完全溶解:再加入4 mol/L的NaOH溶液,若要使生成的沉淀最多,则应加入NaOH溶液的体积是()A.100 ml B.700 mlC 600 ml D.500 ml2、一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 ml 2 mol/L的硝酸溶液,反应完全后,生成1.12L NO气体(标准状况下),再加入1 mol/L的NaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加NaOH溶液的体积最少为( )A.450 mlB.500 mlC.400 mlD.不能确定3、向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物投入100 ml 1 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 ml(标准状况)的气体,所得溶液中,加入KSCN溶液无血红色出现,若用过量的CO在高温下还原相同质量的混合物,能得铁的质量为()A.11.2 gB.5.6 gC.2.8 gD.无法计算4、向一定量的Fe、Fe2O3和CuO混合物投入100 ml 2.2 mol/L的硫酸溶液中,充分反应后生成896 ml标准状况下的气体,得不溶物1.28 g,过滤后,溶液中阳离子只有Fe2+。
巧用守恒 速解镁、铝、铁的计算
质 量 守 恒 , 是 化 学 反 应 前 后 各 物 质 的 质 量 总 和 就
不 变.
。
化 合 物 是
从 而得 到了青色砖 瓦.
从窑顶加水 发生 的反应 为 :
/ 解 析
例 1 有 一 块 铝 铁 合 金 . 其 溶 解 于 足 量 盐 酸 将
答 案 为 B.
元 素 守 恒 , 是 指 参 加 化 学 反 应 前 后 组 成 物 质 的 就
元素 种类 和原子个 数不变 .
.
=
、
例 2 现 有 Cu 和 F ) O e(,组 成 的 混 合 物 口 g ,
向 其 中 加 入 2 t o ・I 的 硫 酸 溶 液 5 恰 好 完 全 ] o 0 mI , 反 应 . 若 将 a g 该 混 合 物 在 足 量 H 中 加 热 . 其 充 使
化 学 思 想 和 计 算 技 巧 的 要 求 并 没 有 降 低 .运 用 守 恒 定 律 解 题是 高 中 化 学 的 一 种 重 要 解 题 技 巧 , 优 势 在 于 其
可 不 必 纠 缠 过 程 和 途 径 的 变 化 , 考 虑 反 应 体 系 中 某 只 些 组 分 在 反 应 前 后 的变 化 , 到 速 解 计 算 题 的 目的. 达
.
答 案 Fe 一 水 解 产 物 是 Fe OH ) 胶 体 ) 能 吸 的 ( ( .
因 为 残 留 物 的 质 量 与 原 合 金 质 量 相 同 - 据 质 量 根
附杂 质. ‘ 者单位 : 西崇仁二 中’ 作 江
守 恒 。 F z 中 氧 元 素 的 质 量 分 数 等 于 合 金 中 铝 的 故 eO 质量 分数 , 即 × 1 O 一 3 O% o
电荷守衡法巧解--镁铝习题
电荷守衡法巧解“镁铝”题例镁铝一章的许多计算性练习如果用常规方法求解,不仅涉及的反应多,而且计算繁杂容易犯错。
但如果仔细分析反应后的溶液组成,或者反应中电子得失关系,均可寻找到题中包含的守衡关系,尤其是电荷守衡,从而立出相应等式,使问题化繁为简,下面举几例加以说明:例1、有100毫升氯化镁、氯化铝的混合溶液,其中C(Mg2+)=0.2mol•L-1,C(Cl-)=1.3mol•L-1,要使Mg2+完全转化为Mg(OH)2,且与Al3+恰好分离,至少需2 mol•L-1的NaOH溶液的体积为()A、80mlB、100mlC、120mlD、140ml解析:因为Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓,Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,反应后溶液中溶质为氯化钠和偏铝酸钠。
首先原混合溶液中由电荷守衡得:0.1×1.3=n(Al3+)×3+0.2×0.1×2,∴n(Al3+)=0.03 mol;再由最终所得溶液的电荷守衡得:n(NaOH)= n(Na+)= n(Cl-)+ n(AlO2-)= n(Cl-)+ n(Al3+)=0.1×1.3+0.03=0.16 mol ∴V(NaOH)=0.16 mol/2 mol•L-1=0.08L=80 ml。
所以正确选项为A。
例2、拉曼光谱证实,溶液中不存在AlO2-,实际存在[Al(OH)4]-,0.2mol•L-1的Na[Al(OH)4]的溶液200 ml与0.2 mol•L-1的H2SO4的溶液250ml混合,完全反应后,溶液中Al3+与SO42-的物质的量之比可能为()A、4∶5B、2∶3C、1∶2D、2∶5解析:由题意可知,最终溶液为Na2SO4,Al2(SO4)3,Al(OH)3的混合物。
由电荷守衡得:n(Na+)+3×n(Al3+)=2×n(SO42-)∴有0.2×0.2+3×n(Al3+)=2×0.2×0.25 解得n(Al3+)=0.02mol,∴n(Al3+)∶n(SO42-)=0.02∶0.2×0.25=2∶5。
高中化学守恒法精选习题及答案
1、在铁与氧化铁的混合物15g 中加入稀硫酸150mL ,标准状况下放出氢气168.L ,同时铁和氧化铁均无剩余。
向溶液中滴入KSCN 未见颜色变化。
为了中和过量的硫酸,且使Fe 2+完全转化成氢氧化亚铁,共耗3mol L /的氢氧化钠溶液200mL ,问原硫酸的摩尔浓度是多少?2、镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁,将燃烧后的产物全部溶解在50mL 浓度为18./mol L 盐酸溶液中,以2009mL mol L ./的氢氧化钠溶液中和多余的酸,然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来,用足量盐酸吸收,经测定氨为0006.mol ,求镁带物质的量。
3、取一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物共热制氧气,反应开始时二氧化锰在混合物中的质量百分含量为20%,当反应进行到二氧化锰在混合物中质量百分含量为25%时,求氯酸钾分解的百分率?4、384.mg 铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后共收集到气体224.mL (标准状况),反应消耗的硝酸的物质的量可能是( )A. 10103.⨯-mol B. 16103.⨯-mol C. 22103.⨯-mol D. 24103.⨯-mol5、现有m mol NO 2和n mol NO 组成的混合气体,欲用a mol L NaOH /溶液,使该混合气体全部转化成盐进入溶液,需用NaOH 溶液的体积是( ) A. m a L B. 23m a L C. 23()m n a L + D. m n a L +6、向一定量的Fe FeO Fe O 、、23的混合物中,加入1001mL mol L /的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL (标准状况)的气体,所得溶液中加入KSCN 溶液无血红色出现,若用足量的CO 在高温下还原相同质量的此混合物,能得到的铁的质量为( )A. 112.g B. 56.g C. 28.g D. 无法计算7、将NO 2、O 2、NH 3的混合气体26.88 L 通过稀H 2SO 4后,溶液质量增加45.7 g ,气体体积缩小为2.24 L 。
最新2020年中考化学专题三 :技巧型计算
专题三技巧性计算专题类型突破类型一守恒法取已变质的氢氧化钠溶液100 g,向其中加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸100 g,恰好完全反应得到中性溶液。
则蒸干该溶液可得到的固体的质量为( )A.11.6 g B.10.4 g C.11.7 g D.9.6 g【解析】分析此题,已变质的氢氧化钠溶液中溶质是氢氧化钠和碳酸钠,需要分别写出两种物质与稀盐酸反应的化学方程式,根据Na2CO3+2HCl=== 2NaCl+H2O+CO2↑和HCl+NaOH=== NaCl +H2O,观察反应前后会得出氯元素的质量守恒,可得出HCl~NaCl,根据盐酸的溶质质量得出固体氯化钠的质量,设得到NaCl的质量为x,则有58.5 35.5=x100 g×7.3%,得x=11.7 g,则固体氯化钠的质量为11.7 g,故选C。
1.有一包Mg和MgO的混合物共12.8 g,与一定质量的稀硫酸恰好完全反应,所得溶液中溶质的质量为48 g,则原混合物中氧元素的质量为( )A.1.6 g B.2.4 g C.3.2 g D.9.6 g【解析】解答此题,需要分别写出两种物质分别与稀硫酸反应的化学方程式,根据Mg+H2SO4=== MgSO4+H2↑和MgO+H2SO4=== MgSO4+H2O,观察反应前后得出镁元素的质量守恒,可得出MgSO4中镁元素的质量等于Mg和MgO的混合物中镁元素的质量,即48 g×(24120×100%)=9.6 g,则氧元素质量为12.8 g-9.6 g=3.2 g,故选C。
2.(2019·原创题)有CO、CO2和N2的混合气体50 g,其中碳元素的质量分数为12%。
使混合气体与足量灼热的氧化铜完全反应,再将气体通入过量的澄清石灰水中,充分反应后得到的白色沉淀质量为( )A .30 gB .50 gC .80 gD .100 g【解析】 根据题中条件可以分析出碳元素守恒,因此原混合物中碳元素质量和白色沉淀碳酸钙中碳元素质量相等。
高中化学镁铝有关计算
铝的重要图像
练习:向明矾溶液中
逐渐加氢氧化钡溶液至过 量,横坐标为所加氢氧化 钡物质的量,纵坐 标为沉淀量画图。
n沉淀
A B
0
V1 V2 Ba(OH)2 溶液体积
练习:下列各图中,横坐标为某溶液中加入的某物质的量,
纵坐标为生成沉淀的量,从A—E中选择符合表中各题要求的序号。
A
溶液
饱和石灰水 AlCl3溶液
常见计算类型
1.镁铝混合物的计算 2.铝与酸或碱反应的计算 3、Al2O3、 Al(OH)3有关的计算 4、有关图象的计算
方法:方程式法\关系式法\守恒法\极值法\数型 结合等
铝与酸、碱反应的计算
问题思考:
(1)写出铝与HCl、NaOH反应的离子方 程式: (2)相同质量的铝分别与过量HCl、NaOH 反应产生的氢气物质的量之比? 2Al+6H+=2Al3++3H2↑
铝的重要图像
现象:开始产生白色沉淀并逐渐增多→白色沉淀 开始溶解→白色沉淀全部溶解
沉淀量
1、向可溶性铝盐溶液中逐渐加入NaOH溶液至过量
0→A: Al3++3OH―=Al(OH)3↓ A→B
Al(OH)3+OH-== [Al(OH)4]-
0
A
B NaOH(mol)
铝的重要图像
2、向可溶性铝盐溶液中逐渐加入稀氨水至过量
练习: 将amol明矾溶于水中,逐滴滴入Ba(OH)2溶液 (1)写出明矾溶于水的电离方程式 KAl(SO4)2•12H2O=K++Al3++2SO42-+12H2O 。 (2)当Al3+完全沉淀时沉淀的物质的量是 2.5a mol ,质量是 427.5a g ,消耗Ba(OH)2的 物质的量是 1.5a mol。 (3)当SO42-完全沉淀时沉淀的物质的量是 2a mol ,质量是 466a g ,消耗Ba(OH) 的物质的量 2 是 2a mol。 Al3+完全沉淀时 (4)通过比较分析何时生成沉淀的物质的量最大? SO 何时生成沉淀的质量最大? 42-完全沉淀时
【高中化学】用守恒法解有关镁铝和铁的计算题
【高中化学】用守恒法解有关镁铝和铁的计算题【高中化学】用守恒法解有关镁、铝和铁的计算题解决金属计算问题的方法有很多,其中最重要的是守恒法,它往往能快速准确地解决难题的计算问题!一、得失电子守恒与终态法结合例1:将5.1g镁和铝放入500ml 2mol/L盐酸中,生成0.5g氢气。
金属完全溶解:加入4mol/L 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磅。
250毫升。
425毫升。
560ml解析:产生最多降水量,Mg2+艾尔呢3+全部Mg(OH)2还有艾尔(哦)3根据Na的说法,溶液中的溶质只含有NaCl+和cl-守恒有500×2=4×v(naoh),所以v(naoh)=250ml。
(2)生成的沉淀的最大质量为()a.22.1gb.8.5gc.10.2gd.13.6g分析:从始态(金属镁和铝)到终态(mg(oh)二和al(oh)三)沉淀,固体增加的质量为oh-的质量,只要计算出哦-哦-物质的量等于反应中转移的电子的量。
由于反应中产生了0.5g氢,因此氢被转移的电子的物质的量为氢气物质的量的2倍,即0.5mole,答案为d。
例2:在100ml水中加入15g钾和铝。
完全反应后,剩余金属为1.8g(1)计算放出h二多少升(标准状况下)分析:剩余金属1.8g只可能是al(因钾要与水反应),钾与水反应生成koh和h二,koh再与al反应(因金属Al过剩,因此生成的KOH完全是反应性的), 2k+2h二o=2koh+h二↑①2koh+2h2o+2al=2naalo2+3h2↑②①+②得:2k+2al+4h二o=2naalo二+4h二↑相关金属质量~~氢体积(标准条件下)66g44.8lv(h)2)v(h))=L.968(2)过滤出未反应的金属,向滤液中逐滴加入4mol/l的h 二so四溶液,生成沉淀的最大值是多少,此时消耗H2所以4溶液的体积是多少?解析方程:Al~(Al~)3沉淀的质量可以计算出来。
巧用守恒速解有关镁、铝、铁知识的计算题
巧用守恒速解有关镁、铝、铁知识的计算题
黄建平
【期刊名称】《中学生数理化(尝试创新版)》
【年(卷),期】2008(000)011
【摘要】镁、铝、铁知识是高中化学的重要知识点之一,尽管有关镁、铝、铁知识的计算作为高考压轴题的趋势略为淡化,但考查考生的化学思想和计算技巧的要求并没有降低.运用守恒定律是高中化学的一种重要解题技巧,可不必纠缠过程和途径的变化,只需考虑反应体系中某些组分在反应前后的变化,从而达到速解的目的。
【总页数】3页(P54-56)
【作者】黄建平
【作者单位】湖南
【正文语种】中文
【中图分类】G623.502
【相关文献】
1.巧用守恒速解镁、铝、铁的计算 [J], 黄建平
2.巧用电荷守恒法,速解溶液计算题 [J], 李忠元
3.巧用守恒法速解计算题 [J], 王星元
4.巧用质量守恒速解化学计算题 [J], 孙国有;缪硕
5.巧用守恒法速解化学计算题 [J], 钟舜方
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镁铝的有关计算总结1
(一、公式法铝及其化合物常见题型的计算公式如下: I. +3Al 与NaOH 反应生成沉淀的质量①当3:1)OH (n :)Al (n 3≥-+时,)g )(OH (n 26783)OH (n ])OH (Al [m 3--=⨯=。
②当3:1)OH (n :)Al (n 4:13<<-+时,)g )](OH (n )Al (n 4[78])OH (Al [m 33-+-=。
③当4:1)OH (n :)Al (n 3≤-+时,0])OH (Al [m 3=。
II. -2AlO 与强酸(+H )反应生成沉淀的质量①当1)H (n :)AlO (n 2≥+-时,)g )(H (n 78])OH (Al [m 3+=。
②当1)H (n :)AlO (n 4:12<<+-时,26])OH (Al [m 3=)g )](H (n )AlO (n 4[2+--。
③当4:1)H (n :)AlO (n 2<+-时,0])OH (Al [m 3=。
III. ++32Al Mg 、的混合溶液与-OH 反应时,求++32Al Mg 、的物质的量。
若++32Al Mg 、与-OH 的反应关系如下图,则 ①mol )a b ()Al (n 3-=+ ②mol 2b3a 4)Mg (n 2-=+IV . 明矾]O H 12)SO (KAl [224⋅溶液与2)OH (Ba 溶液反应生成沉淀的质量。
①当32])OH (Ba [n n 2≥明矾时,])OH (Ba [n 285m 2=沉淀; ②当32])OH (Ba [n n 212<<明矾时,明矾沉淀n 312])OH (Ba [n 77m 2+=; ③当32])OH (Ba [n n 2≤明矾时,明矾沉淀n 466m =。
例1:将100mL 1L mol 6.0-⋅氯化铝溶液跟1L mol 4.0-⋅苛性钠溶液混合后,得到3)OH (Al g 9.3沉淀,此时消耗苛性钠溶液的体积是( )A. 250mLB. 375mLC. 475mLD. 500mL解析:由I 中公式①可得:mL 375L mL 1000Lmol 4.0mol15.0)NaOH (V mol 15.0)OH (n 11=⋅⨯⋅==---, 由I 中公式②可得:mol 19.0])OH (Al [n )Al (n 4)OH (n 33=-=+-mL 475L mL 1000Lmol 4.0mol 19.0)NaOH (V 11=⋅⨯⋅=--。
高一化学守恒法题目
高一化学守恒法题目1、在铁与氧化铁的混合物15g中加入稀硫酸150mL,标准状况下放出氢气168.L,同时铁和氧化铁均无剩余。
向溶液中滴入KSCN未见颜色变化。
为了中和过量的硫酸,且使Fe2完全转化成氢氧化亚铁,共耗3molL/的氢氧化钠溶液200mL,问原硫酸的摩尔浓度是多少?2、镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁,将燃烧后的产物全部溶解在50mL浓度为18./molL盐酸溶液中,以2009mLmolL./的氢氧化钠溶液中和多余的酸,然后在此溶液中加入过量碱把氨全部释放出来,用足量盐酸吸收,经测定氨为0006.mol,求镁带物质的量。
3、取一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物共热制氧气,反应开始时二氧化锰在混合物中的质量百分含量为20%,当反应进行到二氧化锰在混合物中质量百分含量为25%时,求氯酸钾分解的百分率?4、384.mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后共收集到气体224.mL(标准状况),反应消耗的硝酸的物质的量可能是()A. 10103. mol B. 16103. mol C. 22103. mol D. 24103. mol5、现有mmolNO2和nmolNO组成的混合气体,欲用amolLNaOH/溶液,使该混合气体全部转化成盐进入溶液,需用NaOH溶液的体积是()A. maLB. 23maLC. 23()mnaLD. mnaL6、向一定量的FeFeOFe2O3的混合物中,加入1001mLmolL/的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况)的气体,所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现,若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到的铁的质量为()A. 112.gB. 56.gC. 28.gD. 无法计算7、将NO2、O2、NH3的混合气体26.88 L通过稀H2SO4后,溶液质量增加45.7 g,气体体积缩小为2.24 L。
将带火星的木条插入其中,木条不复燃。
高三第一轮复习镁、铝、铁的专题复习
高三第一轮复习镁、铝、铁的专题复习有关镁、铝、铁的典型图像、推断、实验题1、在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如下图所示,则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为A、6:1B、3:1C、2:1D、1:22、某溶液中可能含有Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH4+、Al3+中的一种或几种。
当加入一种淡黄色固体并加热溶液时,有刺激性气体放出和白色沉淀生成,加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系,如下图所示。
请填写下列空白:⑴在该溶液中含有的离子是,它们的物质的量浓度之比为。
⑵所加的淡黄色固体是(化学式)。
3、将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2mol/LH2SO4溶液中,然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。
请回答:⑴若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。
当V1=160mL时,则金属粉末中n(Mg)=mol,V2=mL。
⑵若在滴加NaOH溶液过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)mL。
⑶若混合物仍为0.1 mol,其中Mg粉的物质的量分数为a,用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解此混合物后,再加入450 mL 1mol/L 的NaOH 溶液,所得沉淀中无Al(OH)3。
满足此条件的a 的取值范围是:。
5、如下图所示:已知A 、D 、E 、F 是中学化学中常见的单质,B 、C 是氧化物,且B 的式量是232。
请填空:⑴A 是 ,E 是 。
(填化学式)⑵D 跟水反应的化学方程式为 。
⑶C 电解时,每生成1 molA ,同时生成 mol E 。
6、黑色固体物质A 有如下图所示的转化关系。
每个方框表示有一种反应物或生成物(反应条件及生成的水已略去),其中C 、F 常温下为无色气体,D 、E 有共同的阳离子。
河南省中考化学总复习寒假阶段考点巩固综合练习第19节技巧性计算方法(word版 含答案)
2022年河南省中考化学总复习寒假阶段考点巩固综合练习第19节技巧性计算方法【考点巩固专练】方法1:守恒法化学反应的实质是原子的重新组合,依据质量守恒定律,在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、原子守恒、元素守恒、电荷守恒等。
找到守恒的量,并将其和已知数据、所需求的数据之间建立对应关系进行计算,这是一种重要的计算技巧。
尤其当遇到两种以上物质组成的混合物和涉及多个反应的计算题时,步骤少,计算量小,解题的速率大大提高。
例1有一包镁粉和氧化镁的混合物共25 g,与一定量的稀硫酸恰好完全反应得到溶液,所得溶液中溶质的质量为60 g,则原混合物中氧元素的质量为()A.8 g B.10 g C.12 g D.13 g【思路点拨】稀硫酸和镁反应生成硫酸镁和氢气,稀硫酸和氧化镁反应生成硫酸镁和水,反应所得溶液中溶质为硫酸镁,则硫酸镁中镁元素质量为60 g×24120=12 g,则原混合物中氧元素的质量为25 g-12 g=13 g。
练习1(2021郑州中学三模)现有3.3 g硫酸钠和硫酸镁的混合物,溶于水并加入过量的氯化钡溶液,共生成沉淀4.66 g,则原混合物硫元素的质量是()A.0.32 g B.0.46 g C.0.64 g D.0.96 g方法2:极值法“极值法”即“极端假设法”,是用数学方法解决化学问题的常用方法,主要是针对判断混合物组成成分的题目。
可分别假设原混合物是组成它的其中一种纯净物,分别进行计算得出结果,找到极端假设情况下的最大值、最小值。
因为原来混合物是由这些纯净物组成的,因此最终结果也应在最大值和最小值之间。
例2a g镁、铝、铁的混合物中加入足量的稀硫酸,充分反应后,生成氢气0.1 g,则a不可能是()A.0.9 B.1.2 C.2.0 D.2.6练习2(2021达州)已知一包铁粉中含有两种杂质,小明同学取5.6 g该粉末,向其中加入足量的稀硫酸,充分反应后,得到0.5 g氢气。
守恒法及用守恒法解有关镁、铝和铁的计算题
用守恒法解有关钠、镁、铝和铁的计算题一、守恒法守恒法是常用的一种解题方法。
系统学习守恒法的应用,对提高解题速率和破解难题都有很大的帮助。
化学上,常用的守恒方法有以下几种:1.电荷守恒溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
即:阳离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和等于阴离子物质的量(或浓度)与其所带电荷数乘积的代数和。
[例题]将CaCl2和CaBr2的混合物13.400 g溶于水配成500.00 mL 溶液,再通入过量的Cl2,完全反应后将溶液蒸干,得到干燥固体11.175 g。
则原配溶液中,c(Ca2+)∶c(Cl -)∶c(Br-)为A.3∶2∶1B.1∶2∶3C.1∶3∶2D.2∶3∶12.电子守恒化学反应中(或系列化学反应中)氧化剂所得电子总数等于还原剂所失电子总数。
[例题]将3.48 g Fe3O4完全溶解在100 mL 1.00 mol/L 的H2SO4(aq) 中,然后加入全部转化为Cr3+。
则K2Cr2O7 K2Cr2O7(aq)25.00 mL,恰好使Fe2+全部转化为Fe3+,且Cr2O-27的物质的量浓度为__________。
3.原子守恒系列反应中某原子(或原子团)个数(或物质的量)不变。
以此为基础可求出与该原子(或原子团)相关连的某些物质的数量(如质量)。
4.质量守恒包含两项内容:①质量守恒定律;②化学反应前后某原子(或原子团)的质量不变。
2.某露置的苛性钾经分析含水:7.62%(质量分数,下同)、K2CO3:2.38%、KOH :90.00%。
取此样品 1.00 g 放入46.00 mL 1.00 mol·L-1 的HCl(aq) 中,过量的HCl 可用 1.070 mol/L KOH(aq)中和至中性,蒸发中和后的溶液可得固体_______克。
3.A、B、C三种物质各15 g,发生如下反应:− DA+B+C−→反应后生成D的质量为30 g。
金属守恒计算
5、 取一定量的铝土矿(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)样 品,放入盛有100mLH2加入10mol·L-1
的NaOH溶液,产生沉淀的量
与所加NaOH溶液的体积关系 如右图所示。则原H2SO4物质 的量浓度是多少?
6、将一定量的铝和氧化镁样品溶于30mL、1mol/L稀
C.8 mol/L
D.6 mol/L
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
Fe+2HCl=FeCl2+H2
Fe+2FeCl3=3FeCl2
4、有镁铝混合粉末10.2g,将它溶于500ml、4mol·L-1
的盐酸里,若要使沉淀质量达到最大值,则需加入
2mol·L-1的氢氧化钠溶液的体积为( A.100mL B. 500 mL C. 1000 mL ) D.1500 mL
硫酸中,样品完全溶解,向该溶液中逐滴加入氢氧
化钠溶液,生成沉淀情况如图所示,试回答: (1)当达到最大沉淀量时,所用氢氧化钠溶液的 体积为 为 为 。 mL,此时,溶液中的溶质 。
(2)NaOH溶液的浓度
(3)原样品中铝和 氧化镁的物质的量 分别为多少?
7、把NaOH MgCl2 AlCl3三种固体组成的混合物溶于足 量的水后,产生1.16g白色沉淀,再向所得浊液中加 入 1.00moL·L-1HCl溶液,加入盐酸的体积与生成沉 淀的关系如下图所示。试回答: (1)A点的沉淀物的化学式为 理由 。 (2)写出A点到B点的发生反应的离子方程式 。 (3)原混合物中各物质 的质量分别为 。 (4)C点HCl溶液的体积 为 mL.
元素守恒法在计算中的运用
1、将NaHCO3和Na2CO3·10H2O的混合物45.4g溶于水
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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 mlB. 250 mlC. 425 mlD. 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 gB. 8.5 gC. 10.2 gD. 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 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↑①2KOH + 2H2O + 2Al = 2NaAlO2 + 3 H2↑ ②① + ②得:2K + 2Al+ 4H2O = 2NaAlO2 + 4H2↑有关系式金属质量~~~氢气体积(标准状况下)66g 44.8 LV(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~~~~H2SO42 mol 1 molmol 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- )= mol/L,C(Al3+)= mol,pH=(假设H2SO4完全电离为H+和SO42- )则C(K+)为:A. 0.045 mol/LB. mol/LC. mol/LD. mol/L解析:因pH= 所以C(H+)= 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+)= 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= 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元素守恒有:n(Al3+) = n(AlO2-) ③联立①②③解得:n(K+原)= mol例 5: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 Clv1.0 可编辑可修改m·yHO]x,式中m等于A. 3-nB. 6-nC. 6+nD. 3+n解析:由电荷守恒有:3 n(Al3+)=n(OH-)+ m(Cl-)即3×2 =n + m m = 6-n例6:非整数比化合物具有NaCl晶体结构,由于n(Fe):n(O)<1,所以晶体结构存在缺陷,在中,+3价的Fe占总铁量的()A. 10.0%B. %C. %D. %解析:设+3价铁为x mol,依电荷守恒有:3n(Fe3+) + 2n(Fe2+) = 2n(O2-),即:3x +2()= 2×1 x=+3价的Fe占总铁量的×100% = %三、质量守恒或电荷守恒与电解质溶液的相关知识结合。
例7:常温下由HCl、MgCl2、AlCl3组成的混合溶液1.0 L,其物质的量浓度分别为 mol/L、mol/L、 mol/L(1)已知溶液中的C(Mg2+)与溶液pH的关系为:lg C(Mg2+)=17-2pH向混合溶液中加入NaOH溶液至pH=9 能否析出Mg(OH)2沉淀?解析:将pH=9代入lg C(Mg2+)=17-2pH 计算出C(Mg2+)= mol/L所以不能析出Mg(OH) 2沉淀。
(2)向混合溶液中加入NaOH容液,溶液中AlO2-随pH 变化如下表:试写出碱性条件下AlO2-与pH的关系式:解析:常温下pH=8时,C(H+)=10-8 mol/L C (OH-)=10-6 mol/L C(AlO2-)=10-3 mol/L pH=9时,C(H+)=10-9 mol/L C (OH-)=10-5 mol/L C(AlO2-)=10-2 mol/L pH=10时,C(H+)=10-10 mol/L C (OH-)=10-4 mol/L C(AlO2-)=10-1 mol/L pH=11时,C(H+)=10-11 mol/L C (OH-)=10-3 mol/L C(AlO2-)=100 =1 mol/L 不难发现 C(OH-)=10-3C(AlO2-) ①因为C(OH-)=Kw/ C(H+)=10-14/ C(H+)②由pH= -lg C (H+)有C(H+)= 10-pH ③联立①②③有:C(AlO2-) = 10pH-11(提示:关系式是否正确,可带入检验)(3)向混合溶液中加入NaOH容液,使溶液的pH=11,需要加入NaOH_____ g(忽略溶液的体积变化)解析:(方法一) 中和盐酸消耗NaOH 的物质的量为 mol,因pH=11,沉淀Mg2+消耗NaOH的物质的量为 mol pH=11时,C(AlO2-)= 1 mol/L, n(AlO2-)=1 mol 因为溶液呈碱性,所以Al3+不能大量共存,由Al元素质量守恒有:n Al(OH)3 = n(Al) - n(AlO2-) n Al(OH)3 = mol 1mol Al3+转化为AlO2-需要4 mol OH-, mol Al3+转化为Al(OH)3需要 mol OH-,所以需要加入NaOH的物质的量为n(NaOH)=++4+= mol m(NaOH)=196 g 。
(方法二)pH=11时,溶液中溶质为NaCl和NaAlO2溶液,由质量和电荷守恒有:n(Na+) = n(AlO2-) + n(Cl-) 而n(Cl-) = +×2+×3= mol n(AlO2-) = 1 mol 所以n(NaOH)= n(Na+)=mol m(NaOH)=196 g 从这里读者不难发现用守恒法的好处!练习题: (1)将10.2 g的镁和铝投入1000 ml 2 mol/L的盐酸中,金属完全溶解:再加入4 mol/L 的NaOH溶液,若要使生成的沉淀最多,则应加入NaOH溶液的体积是() A 100 ml B 700 ml C 600 ml D 500 ml (2)一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250 ml 2 mol/L的硝酸溶液,反应完全后,生成1.12L NO气体(标准状况下),再加入1 mol/L的NaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加NaOH溶液的体积最少为() A 450 ml B 500 ml C 400ml D 不能确定(3)向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物投入100 ml 1 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 ml(标准状况)的气体,所得溶液中,加入KSCN溶液无血红色出现,若用过量的CO在高温下还原相同质量的混合物,能得铁的质量为() A 11.2 g B 5.6 g C 2.8 g D 无法计算(4)向一定量的Fe、Fe2O3和CuO混合物投入100 ml mol/L的硫酸溶液中,充分反应后生成896 ml标准状况下的气体,得不溶物1.28 g,过滤后,溶液中阳离子只有Fe2+。
向滤液中加入2 mol/L的NaOH溶液,加至40 ml时开始出现沉淀,则滤液中FeSO4的物质的量浓度为(设滤液体积为100 ml) ( ) A 2mol/L B mol/L C mol/L D 无法计算(5) 将4.6 g Cu和Mg完全溶于浓硝酸溶液中,反应中硝酸的还愿产物为4480 ml NO2气体和336 ml N2O4气体(标准状况下),反应后的溶液中,加入过量NaOH溶液,生成沉淀的质量为 ( ) A 9.02 g B 8.51 g C 8.26g D 7.04 g 参考答案:(1)提示:Mg2+和Al3+全部沉淀,,溶液中只含NaCl 溶质,选D。
(2)提示:铁元素完全沉淀下来,溶液中溶质为 NaNO3,依据氮元素守恒计算,选 A。
(3)提示:反应后的溶液溶质只有FeCl2,所以n(Fe)=n(Fe2+)=1/2(Cl-) 选C。
(4) 加至40 ml时开始出现沉淀时,溶液中溶质只有FeSO4和Na2SO4时,依据S元素守恒有n(FeSO4)=n(H2SO4)-n(Na2SO4) 选 B。
(5) 提示:从始态(金属镁和铜)到终态(Mg(OH)2和Cu(OH)2)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。