发布时间 : 星期六 文章钠镁铝铁(Na Mg Al Fe)专题总结 - 图文更新完毕开始阅读
0．05ｍｏｌ〃L－10.1ｍｏｌ〃L－1。 ［板书］Ⅱ元素守恒关系 因此在反应过程中某种元素的原子，在反应前后必定保持两种守恒关系（均［讲］在化学反应过程中，从某种意义上说可以认为是原子重新组合的过程， 体现出原子个数相等）：（1）原子的质量守恒；（2）原子的物质的量守恒。 ［投影］例2、把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入110ｍＬ4ｍｏｌ〃Ｌ －1盐酸中，充分反应后产生896 ｍLＨ2（标准状况），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ｃ（Ｈ）为 0．4ｍｏｌ〃Ｌ1。试求原混合物的总质量。 ［分析］ 解：由Ｃｕ元素守恒可得： 1．28ｇ／64ｇ〃ｍｏｌ＝0．02ｍｏｌ 元素守恒可得： 2ｎ（ＦｅＣｌ2）＋ｎ（ＨＣｌ余）＝ｎ（ＨＣｌ总）＝0．44＝0．18ｍｏｌ。 2ｎ（生成Ｈ2Ｏ）＋2ｎ（Ｈ2）＋ｎ（ＨＣｌ余）＝ｎ（ＨＣｌ总）＝0．44ｍｏｌ，解得反应产物中水的物质的量为ｎ（生成Ｈ2Ｏ）＝0．14ｍｏｌ。 3ｎ（Ｆｅ2Ｏ3）＋ｎ（ＣｕＯ）＝ｎ（生成Ｈ2Ｏ）， 2Ｏ3）＝0．04ｍｏｌ －1 2ｎ（ＦｅＣｌ2）＋0．08ｍｏｌ＝0．44ｍｏｌ，则ｎ（ＦｅＣｌ2） 2ｎ（Ｆｅ2Ｏ3）＝ｎ（ＦｅＣｌ2） 0．1ｍｏｌ 56ｇ〃ｍｏｌ×0．1ｍｏｌ＋160ｇ〃ｍｏｌ×0．04ｍｏｌ＋80ｇ〃ｍｏｌ×0．02ｍｏｌ＝13．6－1－1－1 ［板书］Ⅲ 电荷守恒 ［讲］在电解质溶液里或在离子化合物中，所含阴、阳离子的电荷数必定相
等（电中性原理），即阳离子的物质的量（或物质的量浓度）×阳离子的电荷数＝阴离子的物质的量（或物质的量浓度）×阴离子的电荷数。 ［投影］例3、已知2Ｆｅ2＋Ｂｒ2＝2Ｆｅ3＋2Ｂｒ，当向100ｍＬ的Ｆ＋＋－ ｅＢｒ2溶液中通入标准状况下的Ｃｌ23．36Ｌ，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ＦｅＢｒ2溶液的物质的量浓度为多少? 解;由题供信息可知：Ｆｅ2＋的还原性强于Ｂｒ－的还原性；因此，通入Ｃｌ2－－后Ｆｅ2＋应该全部被氧化成了Ｆｅ3＋。据题意知反应后的溶液中只有Ｆｅ3＋、 Ｃｌ－、Ｂｒ－，且ｎ（Ｃｌ－）＝ｎ（Ｂｒ－）＝2ｎ（Ｃｌ2）＝2×3．36Ｌ ／22．4Ｌ〃ｍｏｌ－1＝2×0．15ｍｏｌ。据电荷守恒原理，必有： 3ｎ（Ｆｅ3＋）＝ｎ（Ｃｌ－）×1＋ｎ（Ｂｒ－）×1 解得：ｎ（Ｆｅ3＋）＝0．2ｍｏｌ 2＋ ）＝ｎ（Ｆｅ3＋）＝0．2ｍｏｌ。故原ＦｅＢｒ2溶液的物质的量浓度为： 0．2ｍｏｌ／0．1Ｌ＝2ｍｏｌ〃Ｌ－1 ［板书］Ⅳ 电子守恒关系 ［讲］氧化还原反应的本质是参加反应的原子间的电子转移（包括电子得失和电子对的偏移）。在氧化还原反应过程中，氧化剂得到电子的总物质的量必定等于还原剂失去电子的总物质的量。在解有关氧化还原反应的试题（尤其是涉及多个氧化还原反应的综合题）时，运用电子守恒法可起到事半功倍的效果。 ［投影］例4、将14ｇ铁粉溶于1Ｌ稀硝酸中恰好完全反应，放出ＮＯ气体后称量所得溶液，发现比原溶液质量增加8A．0．4ｍｏｌ〃ＬC．0.8ｍｏｌ〃Ｌ－1 －B．0．6ｍｏｌ〃Ｌ1 D．1.0ｍｏｌ〃Ｌ1 － －1解：按常规解本题需先判断出反应中同时生成了+2、+3价的铁，然后再根据方程式求解。若运用守恒原理则可避开繁琐的讨论和方程式的书写。 +n价，由题意有： － ｎｅ－→Ｆｅ（ＮＯ3）ｎ→ｎＨＮＯ3 （反应中作酸用的） 1 ｎ ｎ 14／56）ｍｏｌ 0．25ｎｍｏｌ 0．25ｎｍｏｌ 30ｇ〃ｍｏｌ－1＝0．2ｍｏｌ。 则有ＨＮＯ3（反应起氧化剂作用的）＋3ｅ－ 1 3 ＮＯ 1 14ｇ－8ｇ＝6ｇ，物质的量为6ｇ／
0．2ｍｏｌ 0．6ｍｏｌ 0．2ｍ 0．25ｎ＝0．6；又由氮元素守恒原理可推知，反应中共消耗硝酸的物质的量为： 0．25ｎｍｏｌ＋0．2ｍｏｌ＝0．8ｍｏｌ C。 ［点击试题］1、在100ｍL的ＦｅＢｒ2溶液中，通入2．24Ｌ的标准状况下的氯气，充分反应后，溶液中有1／3的Ｂｒ被氧化成溴单质。求原ＦｅＢｒ2溶液的物质的量浓度。 解：设ＦｅＢｒ2溶液的物质的量浓度为ｘｍｏｌ〃Ｌ－1，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数相等的原则知，Ｃｌ2所得电子的物质的量应等于Ｆｅ2＋和Ｂｒ－所失电子的物质的量之和。则有： 2．24Ｌ／22．4Ｌ〃ｍｏｌ－1×2＝0．1ｘ×1＋（0．1ｘ／3）×2×1－解得ｘ＝1．2。因此原ＦｅＢｒ2溶液的物质的量浓度为1．2ｍｏｌ〃Ｌ－1。 ［板书］Ⅴ 体积守恒关系 ［投影］例5、将5．6ｇ铁粉与6．4ｇ硫粉在隔绝空气的条件下加热充分反应后冷却至室温，再在其固体中加入足量的稀硫酸反应至固体不再溶解，所制得的气体在0℃、1．01×10Ｐａ下的体积约为（ ）。 2．24Ｌ Ｂ．2．342．80Ｌ Ｄ．4．48Ｌ ５ 解：加热时发生的化学反应为： Ｆｅ＋Ｓ＝ＦｅＳ 与足量稀硫酸发生的化学反应可能有： Ｆｅ＋Ｈ2ＳＯ4＝ＦｅＳＯ4＋Ｈ2↑ ＦｅＳ＋Ｈ2ＳＯ4＝ＦｅＳＯ4＋Ｈ2Ｓ↑ 从上述反应方程式分析可发现如下变化关系：Ｆｅ→ＦｅＳＯ4→Ｈ2；Ｆ ｅ→ＦｅＳ→Ｈ2Ｓ。即1ｍｏｌＦｅ经充分反应后，最终能生成1ｍｏｌ气 体（可能是Ｈ2Ｓ，也可能是Ｈ2和Ｈ2Ｓ的混合气），而与硫粉的质量多少无关。因题中Ｆｅ粉的物质的量为0．1ｍｏｌ，所以，生成气体也恒为0．1ｍｏｌ，标准状况下的体积为2．24Ｌ。应选A。 ［点击试题］1、已知有关物质及离子的氧化性顺序为：浓硫酸＞Ｆｅ3＞Ｈ＋＋ 若根据题供信息“有关物质及离子的氧化性顺序为：浓硫酸＞Ｆｅ3＋。现将30ｇ铁粉（过量）与44．0ｍＬ浓硫酸在加热条件下充分反应，共收集到11．2Ｌ（标准状况）气体，其质量为19．6ｇ。试计算： 1）浓硫酸的物质的量浓度； （2）反应后剩余铁粉的质量。 解：设参加反应的铁粉的物质的量为ｘ，由题意知，混合气体的成分应为ＳＯ2、Ｈ2的混合气，物质的量总和为11．2Ｌ／22．4Ｌ〃ｍｏｌ－1＝0．5ｍｏｌ，则混合气体的平均摩尔质量为： 19．6ｇ÷0．5ｍｏｌ＝39．2ｇ〃ｍｏｌ－1 ＞Ｈ”分析解题，＋那么应该根据氧化还原反应的“次序规律”分别考虑铁粉依次与
浓硫酸、Ｆｅ3、Ｈ＋＋（即稀硫酸）的反应，其实，这是一条陷阱信息，只要抓住“铁粉过 所以，混合气体中的ＳＯ2、Ｈ2体积比（即物质的量之比）为：37．2∶24．8量”这一关键信息，便不难推知：最后的溶液＝3∶2，即生成的ＳＯ2、Ｈ2的物质的量分别为0．3ｍｏｌ和0．2ｍｏｌ。 中必定只有ＦｅＳＯ42 Ｆｅ－2ｅ－——→Ｆｅ＋ 这一种溶质。那么，综 Ｈ2ＳＯ4＋2ｅ－——→ＳＯ2 2Ｈ＋＋2ｅ－——→Ｈ2 根据电子守恒原理可得： 2ｘ＝0．3ｍｏｌ×2＋0．2ｍｏｌ×2＝1．0ｍｏｌ 解得：ｘ＝0．5ｍｏｌ 合运用“电子守恒”、“质量守恒”及“元素守恒”即可巧妙解答此题。 实际参加反应的铁粉质量为0．5ｍｏｌ×56ｇ·ｍｏｌ－1＝28ｇ，由质量守 恒原理知剩余铁粉质量为30ｇ－28ｇ＝2ｇ。 又由铁元素守恒知最后溶液中ＦｅＳＯ4的物质的量也应为0．5ｍｏｌ。 又据硫元素守恒知： ｎ（Ｈ2ＳＯ4）＝ｎ（ＦｅＳＯ4）＋ｎ（ＳＯ2） ＝0．5ｍｏｌ＋0．3ｍｏｌ＝0．8ｍｏｌ 浓硫酸的物质的量浓度为： ．8ｍｏｌ／0．044Ｌ＝18．2ｍｏｌ·Ｌ－1 ［总结］涉及铁元素及其化合物的计算题很多，解这类题时，建议解题者首先考虑“守恒”原理的应用，具备“守恒意识”是快速准确解答此类题的关键，因为大部分情况下，发生在溶液中的反应均具备上述诸种守恒关系。 教学回顾：