高考化学一轮复习解题技巧 巧解有关金属的计算题素材.doc

巧解有关金属的计算题一、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 2koh+ 2h2o + 2al = 2naalo2 + 3h2 +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 l15-1.8 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:alal(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 mol0.2 mol 4v（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： 5002=4v（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 clmyhox,式中m等于( ) a3-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32=n+m m =6-n 例2.非整数比化合物fe0. 95o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fe0. 95o中，+3价的fe占总铁量的（ ）。 a.10.0% b. 85.0% c. 10.5% d. 89.50% 解析：设+3价铁为x mol,依电荷守恒有：3n(fe3+) + 2n(fe2+) = 2n(o2-) 即：3x + 2（0.95-x）= 21 x=0.1 +3价的fe占总铁量的0.1/0.95100% = 10.5% 例3.将 k2so4 和 al2(so4)3 和 kal(so4)2 三种溶液混合，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-) 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-) 由al元素守恒有：n(al3+) = n(alo2-) 联立解得：n(k+原）=2.5 mol 三、综合应用 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0.1 mol/l、0.1 mol/l、1.2 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带入lg c（mg2+）=17-2ph 计算出c（mg2+）=0.1 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： ph值 8 91011alo2-浓度10-310-210-11 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 coh-）=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-）=10-3 c(alo2-) 因为c（oh-）=kw/ c（h+）=10-14/ c（h+） 由ph= -lg c（h+）有c（h+）=10-ph 联立有：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0.1 mol, 因ph=11，沉淀mg2+消耗naoh的物质的量为0.2 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：nal(oh)3=n(al)- n(alo2-),nal(oh)3 =0.2 mol 1 mol al3+转化为 alo2- 需要4 mol oh-,0.2 mol al3+ 转化为 al(oh)3 需要0.6 mol oh- ，所以需要加入naoh的物质的量为: n(naoh)=0.1+0.2+4+0.6=4.9 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-) = 0.1+0.12+1.23=3.9 mol n(alo2-) = 1 mol 所以 n(naoh)= n(na+)=4.9 mol m(naoh)=196 g 从这里读者不难发现用守恒法的好处！ 实战演戏: 1.向一定量的fe、feo 和 fe2o3 的混合物投入100 ml 浓度为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 2.向一定量的fe、fe2o3和cuo混合物投入100 ml 浓度 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+。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 . 2 mol/l b. 1.8 mol/l c. 1.9 mol/l d. 无法计算 3.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 8.26 g d 7.04 g 4.将10.2 g 的镁和铝投入 1000 ml 浓度为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 5.一定量的 fe 和 fe2o3 的混合物投入250 ml 浓度为2 mol/l 的硝酸溶液，反应完全后，生成1.12 l 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. 400 ml d. 不能确定 参考答案： 1.提示：反应后的溶液溶质只有fecl2，所以n(fe)= n(fe2+)=1/2(cl-) 选c 2.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) =