|
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+H2① 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 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： 2023=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 ClmyHO]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0.1/0.20230% = 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-)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)=2.5 mol 总结：非常感谢同学们积极点击练习优学化学网的高二上册化学期中试卷练习题，小编相信同学们只要在平时的学习中稳扎稳打，多做练习，考试中一定能取得理想的成绩！ | 
