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1、金属及其化合物的计算和图像题 第一课时一、金属与酸反应生成气体的计算：1、活泼金属与非氧化性酸反应：设金属为R,，其反应后的化合价为+n价，则其与强酸反应的化学方程式是（如稀H2SO4）： 离子方程式是：2R + 2nH+ = 2Rn+ + nH2，从上面两个方程式可以看出金属、H2（转换为H）与转移电子e-三者之间的量的关系：N(H)=N(转移e-)=N(H+)=金属的化合价总数则：n(H2)n(H)/2=n(金属)化合价数/2(若金属全反应)=n(H+)/2（若金属有余，酸完全反应）或：m(H2)m(金属)化合价数/M(金属)（酸过量，金属完全反应）2、活泼金属混合物与非氧化性酸的反应计算
2、：质荷比与平均质荷比不同的金属在与酸反应时，转移的电子数不同（则在产物中表现的化合价不同），因此相同物质的量的金属完全反应产生的H2不同，而又由于金属的摩尔质量也不同，故相同质量的金属完全反应时，生成的H2也不同。但同一金属如R每失去1mole-所对应的质量是相同的即：M(R)/化合价数是一定值（化合价数始终等于转移电子的数目），把M(R)与化合价数的比值或M(R)与转移电子数的比值称之为质荷比，它等于金属的质量与转移电子的物质的量之比，即M(R)/化合价数=m(R)/n(转移e-)。如果是混合物，则混合物的总质量与转移e-的比值称之为平均质荷比。如：12g镁与足量的酸反应时，有下列关系：镁的
3、质荷比M(Mg)/化合价数 m(Mg)/n(转移e-) 24/ 2 12g/(0.5mol2)12质荷比的应用： 一定质量的金属完全与酸反应的计算 质荷比反映出不同金属与生成1molH（即转移e-）的关系如：金属（摩尔质量）Na（23）Mg（24）Al（27）Fe（56）Zn（65）Ca（40）1mol金属转移e-的物质的量123222金属元素化合价+1+2+3+2+2+2金属的质荷比231292832.520生成1molH时金属的质量23g12g9g28g32.5g20g例1、 Na、Mg、Al分别与足量的盐酸反应，相同条件下产生等体积的H2，则Na、Mg、Al的物质的量之比为 。 等质量的
4、Na、Mg、Al分别跟足量的盐酸反应，产生H2的质量比为 。 Na、Mg、Al分别与足量的硫酸反应，产生等质量的H2，则Na、Mg、Al的质量之比为 。 金属混合物与酸完全反应的计算： 用以解决金属混合物与酸反应的计算题：例2、有一金属混合物7.5g，加入足量的稀硫酸中，放出气体在标准状况下体积为5.6L。则此金属混合物可能是（ ） AZn和Fe BMg和Al CMg和Cu DZn和Al故选C、D。练习：1、有一金属混合物10g，与足量的氯气反应后，固体质量增重17.75g，则金属混合物的组成可能是（ ） AZn和Cu BFe和Al CMg和Fe DZn和Al2、由钠、镁、铝、锌四种金属单质中
5、的两种组成的合金共12g，跟足量的盐酸反应产生5.6L氢气（标准状况），那么此合金中一定含有的金属是A.Na B.Mg C.Al D.Zn3、由两种金属组成的混合物4.8g，跟氯气完全反应时，消耗氯气2.24 L（标准状况），则混合物的组成可能是（ ） A.镁和铁 B.钠和铁 C.钠和铝 D.铁和铜3、Al与酸或碱的反应的计算 Al与强酸、强碱反应的离子方程式是：2Al + 6H+ = 2Al + 3H2 2Al + 2OH- + 2HO=2AlO + 3H2，对比这两个离子方程式，可知等物质的量的Al完全反应所消耗的H+、OH-的物质的量不相等，其中消耗酸的物质的量3倍于OH-，但产生H2的
6、物质的量相等。 例3、铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为（ ） A1:1 B2:1 C3:1 D1:3练习：1、取18.4g铝锌合金溶于足量硫酸中，完全反应后收集到（标准状况）氢气11.2L，则由铝和锌分别产生的氢气的体积比为（ ）A.13 B.2:3 C.32 D.3:12、取一定量的Mg、Al合金用足量盐酸溶解后，再加入过量的NaOH溶液，然后滤出沉淀物，加强热最后得到白色粉末，干燥后称量，这些粉末与原合金的质量相等，则合金中Mg的质量分数为（ ）A.40% B.20% C.60% D.65.4%4
7、、极活泼金属（K、Ca、Na等）与酸溶液反应的计算 一定量的K、Ca、Na等与酸溶液反应时，若酸不足，剩余的金属还可以与水继续反应产生H2。故不管酸的量有多少，只要按照金属的量来计算即可。例4、将Na、Mg、Al各0.3mol分别放入100mL 1molL-1的盐酸中，同温同压下产生气体的体积比为A.123 B.632 C.311 D.111 练习：1、将0.51 g的MgAl合金置于50 mL 1 mol /L的盐酸中，合金恰好全部溶解，向所得的溶液中投入一定量的金属钠，刚好沉淀量达到最大值，则所投入的钠的质量为A.1.15 g B. 0.92 g C.0.69 g D.0.23 g2、在托
8、盘天平上有放足量水和盐酸的A、B两烧杯，且质量相等，调至平衡，然后在A、B中同时分别投入等物质的量的Na和Mg，对于天平的正确描述是 A.先偏向B后不偏 B.先偏向A后不偏 C.偏向A D.偏向B3、用铝箔包好的2.3 g钠块投入足量水中，则产生氢气的质量是A.0.1 g B. 0.1 g C 0.1 g D 无法确定5、金属与氧化性酸反应的计算 金属与浓硝酸（或稀硝酸）、浓硫酸的反应金属与浓硝酸（或稀硝酸）、浓硫酸反应无H2生成，反应方程式如下：6HNO3+FeFe(NO3)3+3NO2+3H2O、2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2+2H2O6H2SO4(浓)+2FeFe2(SO4)
9、3+3SO2+6H2O 活泼金属与浓硫酸反应的计算过量的活泼金属Zn、Fe等在与浓硫酸反应时，先发生下式反应生成SO2：2H2SO4(浓)+FeFeSO4+SO2+2H2O，而随着反应的进行，浓硫酸逐渐变成稀硫酸，则Fe或Zn与之反应时生成H2：H2SO4 + Fe FeSO4 + H2故整个过程产生的气体有SO2和H2。6、Na2O2的有关计算 Na2O2能与CO2、H2O反应，其化学方程式为：2 Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O22Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2。注意一下几点： Na2O2与CO2、H2O反应时差量的计算 Na2O2与CO2反应时差量的计
10、算 Na2O2与H2O反应时差量的计算 注意：应用时同种物质单位必须一致，不同的物质单位可以不同。 Na2O2“吸收”CO和H2的有关计算 将CO或H2通入足量的Na2O2固体，当有O2（或CO2 或H2O 蒸汽）存在、在电火花点火的条件下，CO或H2可视为被Na2O2完全吸收，其反应的原理是： 2CO +2 2CO2 2 Na2O2 + 2CO2 2Na2CO3 + O2+整理得：Na2O2 + CO Na2CO3同样有： 2H2 + O2 2H2O 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2+整理得：Na2O2 + H2 2NaOH 即：有mgCO或H2或组成满足通式：n(CO)
11、m(H2)的物质，与O2反应后的产物（CO2、H2O）通入足量的Na2O2充分反应后，使Na2O2增重的质量为mg，即CO或H2或组成满足通式：(CO)n(H2)m的物质的质量，固体差量即为CO（或H2）的量。例5、10g某物质燃烧后的产物通过足量的Na2O2，Na2O2的质量增加了10g，则原物质不可能是（ ） AH2 BCO CC2H5OH DCH3COOH 少量Na2O2与CO2和H2O混合气体的计算 少量Na2O2与CO2和H2O蒸汽反应时，应先考虑Na2O2与CO2反应，若Na2O2有余再考虑与H2O 反应7、Na2CO3、NaHCO3的有关计算和图像： 1）Na2CO3、NaHCO
12、3与盐酸反应的有关把盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液的化学方程式：CO32-+H+HCOHCO3-+H+H2O+CO2生成CO2与加量的关系：把Na2CO3溶液逐滴加入盐酸溶液化学方程式：CO32-+2H+H2O+CO2有关NaOH、Na2CO3、NaHCO3图像题的分析与计算 NaOH、Na2CO3、NaHCO3构成的 混合物或单一Na2CO3与盐酸的反应产生气体的有关图像题目应抓住一下特点：（CO2） OAABn(Na2CO3)VOAC(盐酸)n(NaHCO3)(VABVOA)C(盐酸)BAO训练1. 将5 g Mg、Al、Fe三种金属组成的混合物与足量稀H2SO4反应，反应完全时共放出H2
13、2.8 L（标况），则三种金属物质的量之和为 A.等于0.15 mol B.可能小于0.125 moI，也可能大于0.125 moI。C.小于0.125 moI D.无法确定2. 取对水蒸气的相对密度为0.4的CO和H2组成的混合气体若干克，通入到盛足量的Na2O2固体粉末的容器中，并同时加入少量的O2，电火花引燃，充分反应后，称重发现固体粉末的质量增加了2.1g，则原混合气体的质量比为A.1：4 B.2：3 C.6：5 D.7：23. 等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原体积的8/9（同温同压），这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为A3：4：1 B3：
14、3：2 C6：7：3 D6：9：04. 在标准状况下，将CO2和CO的混合气体（密度为10/7g/L），充满一盛有足量Na2O2的密闭容器中（容积为22.4L），用不间断的电火花引发至充分反应，反应完全后关于容器里的存在物质，下列说法正确的是A.有0.125molO2 B.有0. 5molCO C.有2molNa2CO3 D.有0.25mol Na2CO35. 将金属镁、铝、铁的单质分别投入到质量相等、浓度相同的稀硫酸中，待反应结束后，各溶液的质量仍相等，则投入的镁、铝、铁的质量比为.: : . : : . : : . : : 6. 150时，16克二氧化碳和水蒸气的混合气体与足量的过氧化钠充
15、分反应后，固体质量增加了8克，则原混合气体的平均摩尔质量为A.16克 B.32克 C.18克 D.28克7. 把NaHCO3和Na2O2的混合物放在密闭容器中加热，关于混合物加热前后与足量盐酸反应消耗盐酸的量，下列判断的是A.加热前后一样多 B.加热前消耗的多C.加热后消耗的多 D.当Na2O2适量时才会一样多8. 将铝条投到一溶液中产生氢气，则此溶液中一定能够大量共存的离子组是A.、 B.、C.、 D.、9. 对于Na2O2与H2O的反应，下列有关叙述正确的是A.Na2O2是氧化剂，H2O是还原剂 B.Na2O2既被氧化，又被还原C.反应过程中转移电子数为4e- D.该反应不是氧化还原反应1
16、0. 某物质的分子组成为CxHyOz，取该物质mg在足量中的O2中充分燃烧后，将产物全部通入过量的Na2O2中，若Na2O2固体的质量也增加mg，则该物质分子组成中的必须满足 A.x=y=z B.x=y C.y=z D.x=z11. 向稀硫酸中加入铜粉不发生反应，若再加入下列某种盐，则铜粉可以逐渐溶解。符合此条件的盐是A.NaNO3B.KCl C.ZnSO4D.FeSO412. 某种混合气体可能含有N2、HCl和CO，把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热的CuO，气体体积都没有变化。经干燥后再通过足量的Na2O2固体，气体体积减少。最后通过灼热的铜网，经充分反应后气体体积又减少，但还
17、有剩余气体。以下对混合气体的判断正确的是 A.一定没有N2，HCl和CO至少有一种 B.一定没有N2，HCl和CO都有 C.一定有N2，HCl和CO至少有一种 D.一定有N2和HCl，肯定没有CO13. 把4.48LCO2（标准状况）通过一定量的固体过氧化钠后收集到3.36L气体，则这3.36L气体的质量是A.3.8g B.5.6g C.4.8g D.6.0g14、将100 mL 3 molL1的NaOH溶液与100 mL 1 molL1AlCl3溶液按下列两种方法混合：将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中(边加边搅拌)；将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中(边加边搅拌)。上述两种实验
18、所得结论正确的是( )A现象相同，沉淀量相等 B现象不相同，沉淀量相等C现象相同，沉淀量不等 D现象不相同，沉淀量不等15、在硫酸铁溶液中加入a g铜，完全溶解后，再加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且ac，则下列说法正确的是( )A残余的固体全部是铜 B残余固体可能为铁和铜的混合物C残余固体是铁，溶液中一定不含Cu2 D最后得到的溶液可能含Fe316、1.92 g Cu投入到一定量的浓HNO3中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下672 mL 气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水，则通入O2的体积为( )A50
19、4 mL B336 mL C224 mL D168 mL 17、某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的金属阳离子是 （ ）ANH4+BMg2+CFe2+DAl3+18、若在200 mL 0.5 mol L1的Al2(SO4)3溶液中加入2 mol L1的NaOH溶液，可得到7.8 g Al(OH)3沉淀，则NaOH溶液的体积为_mL。19、由单质A与化合物B两种粉末组成的混合物, 在一定条件下可按下图所示发生转化: 请回答：(1)A的化学式; B的化学式(2)反应的化学方程式(3)反应的离子方程式(
20、4)反应的离子方程式(5)反应的离子方程式20、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，如右图所示。请填写下列空白：在该溶液中含有的离子是，它们的物质的量浓度之比为。所加的淡黄色固体是（化学式）。3）图中a、b的值分别为：a= ，b= 。金属及其化合物的计算和图像题 第二课时二、CO2 、SO2 、H2S 气体通入NaOH溶液中的有关计算例：向300 mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温
21、下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题：（1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。（2）若通入CO2气体为2.24 L（标准状况下），得到11.9 g的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的，其质量各为多少？所用的KOH溶液的物质的量浓度为多少？三、“镁 铝”图像题解析（一）四个基本图象1、向AlCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液直至过量现象：先产生沉淀，后沉淀消失。 离子方程式： Al3+ + 3OH= Al(OH)3Al(OH)3 + OH = AlO2+2H2O2、向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液直至过量现象： 离子
22、方程式： 3、向NaAlO2溶液中逐滴滴加HCl溶液直至过量现象： 离子方程式： 4、向HCl溶液中逐滴滴加NaAlO2 溶液直至过量现象： 离子方程式： （二）基本图象的拓展1、若AlCl3溶液中混有MgCl2，向此溶液中逐滴滴加NaOH溶液直至过量，发生了什么反应？图象是怎样的？现象： 离子方程式 2、若AlCl3溶液中除混有外MgCl2，还混有盐酸，向此溶液中逐滴滴加NaOH溶液直至过量，发生的反应有何不同，图象有什么样的变化？现象： 离子方程式： 3、若AlCl3溶液中除混有MgCl2和盐酸外，还混有NH4Cl，向此溶液中逐滴滴加NaOH溶液直至过量，发生的反应又有何不同，图象又有什么
23、样的变化？现象： 离子方程式 练习 若含有1molMg2+和1molAl3+的混合溶液，现按下图横坐标依次加入NaOH溶液、盐酸、通入CO2气体，纵坐标为混合沉淀的物质的量。请画出沉淀的物质的量随反应的变化曲线，并写出各步反应的离子方程式。【巩固练习】1、向NaOH和NaAlO2的混合液中不断滴加盐酸，下列图象中, 能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入HCl溶液的体积, 纵坐标表示反应生成沉淀的质量) （ ）2、将物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶于水形成VmL混合溶液，向混合溶液中逐滴加入某氢氧化钠的溶液(其物质的量浓度为混合溶液中两溶质的物质的量浓度之和)，直至过量。下列表示氢氧化钠溶液加入
24、的体积(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图中正确的是3、 在一定的硫酸酸化的硫酸铝溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液, 用所加入氢氧化钡的溶液的体积(毫升)为横坐标, 以生成沉淀的量(克)为纵坐标, 下列图中正确的是（ ） 4、 向1.0mol/L的甲溶液中逐滴加入1.0mol/L的乙溶液，产生Al(OH)3沉淀的质量（用y轴表示）与所加入乙溶液的体积（用x轴表示）的关系如下图所示符合图中关系的是下列各组溶液中的 ABCD甲AlCl3NaOHNaAlO2HCl乙NaOHAlCl3HClNaAlO25、向含有amol AlCl3的溶液中加入含bmolKOH的溶液，生成沉淀的物质的量可能是（1）a
25、mol （2）b mol （3）(a/3)mol（4）(b/3)mol（5）0 mol （6）(4a-b)molA. （1）（2）（4）（5）（6） B. （1）（3）（4）（5）（6）C. （1）（2）（3）（5）（6） D. （1）（3）（5）6. 将一定质量的Mg、Al合金投入100mL一定物质的量浓度的HCl中，合金全部溶解，向所得溶液中滴加5 mol/L的NaOH溶液至过量，生成的沉淀质量与加入的NaOH溶液的体积关系如右图所示。求：（1）原合金中Mg、Al质量各多少克。（2）HCl物质的量浓度。7、将100mL0.6mol/L氯化铝溶液跟0.4mol/L苛性钠溶液混合后，得到3.9
26、gAl(OH)3沉淀，此时消耗苛性钠溶液的体积是（ ）A. 250mLB. 375mLC. 475mLD. 500mL8. 现有200 mLMgCl2和AlCl3的混合溶液，其中c(Mg2+)=0.2mol/L，c(Cl-)=1.3mol/L，要使Mg2+转化为Mg(OH)2，并使Mg2+与Al3+分离开，至少需要4 mol/L的NaOH溶液的体积为A. 140mL B. 120mL C. 100mL D. 80mL9. 向明矾溶液里滴加Ba(OH)2溶液，当SO42恰好完全沉淀时，铝元素的存在形式是（）A. 一部分为Al(OH)3沉淀，一部分以Al3+形式存在于溶液中B. 一部分为Al(OH
27、)3沉淀，一部分以AlO2形式存在溶液中C. 全部为Al(OH)3沉淀D. 几乎全部以AlO2形式存在于溶液中10、向KAl(SO4)2的溶液中，逐滴滴加Ba(OH)2溶液直至过量，写出各步反应的离子方程式，并完成图象。11.现有甲、乙两瓶无色溶液，已知它们可能是AlCl3溶液和NaOH溶液。现做如下实验：取440mL甲溶液与120mL乙溶液反应，产生1.56g沉淀。取120mL甲溶液与440mL乙溶液反应，产生1.56g沉淀。取120mL甲溶液与400mL乙溶液反应，产生3.12g沉淀。通过必要的计算和推理判定：（1）甲溶液为_溶液，其物质的量浓度是_mol/L。（2）乙溶液为_溶液，其物质
28、的量浓度是_mol/L。四、用守恒法解有关镁、铝和铁的计算题（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 ml B. 250 ml C. 425 ml D. 560 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（二）电荷守恒的运用【例2】将K2SO4和Al2(SO4)3和KAl(SO4)2三种混合溶液加H2SO4酸化。测得C(
29、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【例3】在aL Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入bmol的BaCl2，恰好使溶液中的SO42完全沉淀；如加入足量强碱并加热可得到cmolNH3，则原溶液中的Al3的浓度(mol/L)为( ) A B C D【例4】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 myH
30、2Ox，式中m等于 A. 3-n B. 6-n C. 6+n D.3+n练习：1、现有和组成的混合气体，欲用溶液，使该混合气体全部转化成盐进入溶液，使混合气体全部转化成盐进入溶液，需用溶液的体积是（ ）A. B. C. D. 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 400 ml 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
31、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 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
32、mol/L C 1.9 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，反应中硝酸的还原产物为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 g6. 2012四川理综化学卷13向27.2Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成NO 和Cu（NO3）2。在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是ACu与Cu2O 的物质的量之比为2:1 B硝酸的物质的量浓度为2.6mol/LC产生的NO在标准状况下的体积为4.48L DCu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol7.足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是 A60mL B45mL C30mL D15mL
