專題輔導：巧解有關金屬的計算題

　　高中化學計算題的解題方法有多種，其中最重要的一種是守恒法，這種方法常常能快速，準確地解出較難的計算題。

　　一、電子守恒與終態法結合

　　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K⁺與SO₄^2-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(SO₄^2-)=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 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（金屬鎂和鋁）到終態（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。