一、電子守恒與終態(tài)法結合

 

例1.向100 mL水中投入K和Al共15 g，充分反應后，剩余金屬為1.8 g

 

（1）計算放出H2多少升（標準狀況下）

 

分析：剩余金屬1.8 g只可能是Al（因鉀要與水反應），鉀與水反應生成 KOH 和H2，KOH 再與 Al 反應（因金屬 Al 有剩余，所以生成的KOH完全反應），

 

2K+2H2O=2KOH+H2↑①

 

2KOH+ 2H2O + 2Al = 2NaAlO2 + 3H2 ↑ ②

 

①+②得：2K + 2Al+ 4H2O = 2NaAlO2 + 4H2 ↑

 

有關系式 金屬質量 ～～～ 氫氣體積（標準狀況下）

 

66 g 44.8 L

15-1.8 V(H2)=8.96 L

 

(2)過濾出未反應的金屬，向濾液中逐滴加入4 mol/L 的 H2SO4 溶液，生成沉淀的最大值是多少，此時消耗 H2SO4 溶液的體積是多少？

 

解析：據(jù)Al守恒有關系式:Al～～～Al(OH)3可計算生成沉淀的質量。 要使生成的沉淀最多，Al3+全部生成Al(OH)3沉淀,溶液中溶質只含K2SO4溶質，據(jù)K+與SO42-守恒有關系式：

 

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，使沉淀剛好完全溶解，此時消耗 H2SO4 溶液的體積是多少？

 

解析：沉淀剛好完全溶解時，溶液中只有 K2SO4 和 Al2(SO4)3。

 

由電荷守恒有：2n(SO42-)=3n(Al3+)+n(K+)

 

所以有n(H2SO4 )=3/ n(Al)+1/2n(K)答案為 100 mL

 

例2.將5.1 g鎂和鋁投入500 mL,2 mol/L 的鹽酸中，生成氫氣0.5 g，金屬完全溶解。再加入 4 mol/L 的 NaOH 溶液。

 

(1)若要使生成的沉淀最多，則應加入NaOH溶液的體積是（ ）。

 

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,溶液中溶質只含 NaCl，據(jù) Na+ 與 Cl- 守恒有：

500×2=4×V（NaOH）

 

所以V（NaOH）=250 mL

 

(2)生成沉淀的質量最多是（ ）。

 

A. 22.1 g B. 8.5 g C. 10.2 g D. 13.6 g

 

分析：從始態(tài)（金屬鎂和鋁）到終態(tài)（Mg(OH)2 和 Al(OH)3）沉淀,固體增加的質量為 OH-的質量，只要計算出 OH- 的物質的量即可，而OH- 的物質的量等于反應中轉移的電子的物質的量，因反應中生成氫氣0.5 g，所以轉移的電子的物質的量為氫氣物質的量的2倍，即0.5 mol e質量，答案為D。

 

二、電荷守恒

 

例1．某些化學試劑可用于凈水。水處理中使用一種無機高分子，化學式為[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：由電荷守恒有：3n(Al3+)=n（OH-）+m（Cl-）

 

即3×2=n+m m =6-n

 

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