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：⑴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：镁的质荷比＝M(Mg)/化合价数 ＝ m(Mg)/n(转移e-) ＝ 24/ 2 ＝12g/(0.5mol×2)＝12⑵质荷比的应用：① 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、⑴ 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 ⑵ 等质量的Na、Mg、Al分别跟足量的盐酸反应，产生H2的质量比为 ⑶ 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 ② 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（ ） A．Zn和Fe B．Mg和Al C．Mg和Cu D．Zn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（ ） A．Zn和Cu B．Fe和Al C．Mg和Fe D．Zn和Al2、由钠、镁、铝、锌四种金属单质中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（ ） A．1:1 B．2:1 C．3:1 D．1:3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.1︰3 B.2:3 C.3︰2 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、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 1mol·L-1的盐酸中，同温同压下产生气体的体积比为A.1︰2︰3 B.6︰3︰2 C.3︰1︰1 D.1︰1︰1 练习：1、将0.51 g的Mg—Al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 ① 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+Fe＝Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O、2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O6H2SO4(浓)+2FeFe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O ② 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：⑴ Na2O2与CO2、H2O反应时差量的计算 ①Na2O2与CO2反应时差量的计算 ②Na2O2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⑵ 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： ① 2CO +Ｏ2 ＝ 2CO2 ② 2 Na2O2 + 2CO2 ＝ 2Na2CO3 + O2①+②整理得：Na2O2 + CO ＝ Na2CO3同样有：③ 2H2 + O2 ＝ 2H2O ④ 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑③+④整理得：Na2O2 + H2 ＝ 2NaOH 即：有mgCO[或H2或组成满足通式：n(CO)·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（ ） A．H2 B．CO C．C2H5OH D．CH3COOH⑶ 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、NaHCO3与盐酸反应的有关①把盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液的化学方程式：ａ．CO32-+H+＝HCO３－ ｂ．HCO3-+H+＝H2O+CO2↑生成CO2与加量的关系：②把Na2CO3溶液逐滴加入盐酸溶液化学方程式：CO32-+2H+＝H2O+CO2↑③＜２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：Ｖ（CO2） OAABn(Na2CO3)＝VOA·C(盐酸)n(NaHCO3)＝(VAB－VOA)·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H22.8 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A．3：4：1 B．3：3：2 C．6：7：3 D．6：9：04. 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。