求一些化学的元素守恒 电子守恒的计算题

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  • 三、根据电子守恒进行计算

    在氧化还原反应中还原剂失去的电子总数与氧化剂得到的电子总数相等,这就是运用电子守恒进行化学计算的主要依据.

    1. 向相同体积的KI、Na2S和FeBr2溶液中,分别通入足量的Cl2,待充分反应后,三种溶液消耗Cl2的体积相同(同温同压下),则KI、Na2S和FeBr2溶液的物质的量浓度之比为( )

    A.1:1:2 B.1:2:3 C.6:3:2 D.2:1:3

    分析:KI、Na2S和FeBr2与Cl2的反应均为氧化——还原反应,氧化剂都是Cl2,还原剂分别为KI、Na2S和FeBr2.因为三种溶液消耗Cl2的体积相同,即氯气得到的电子数相等.根据电子守恒,KI、Na2S和FeBr2失去电子的总数应该相等.因为:1摩尔KI失去1摩尔电子、1摩尔Na2S失去2摩尔电子、1摩尔FeBr2失去3摩尔电子(Fe2+——Fe3+,2Br———Br2).故选C.

    2. 将10.416克铁丝溶于过量的盐酸,在加热下用5.050克硝酸钾去氧化溶液中的Fe2+.待完全反应后,剩余的Fe2+还需24毫升0.3摩/升的高锰酸钾溶液才能完全氧化(KMnO4的还原产物是Mn2+).试通过计算确定硝酸钾的还原产物,并写出硝酸钾与氯化亚铁的化学方程式.

    (参考答案:硝酸钾的还原产物为NO,

    化学方程式为:KNO3+3FeCl2+4HCl=3FeCl3+NO+KCl+2H2O)

    3. 将一定质量的Fe2O3与Fe的混合粉末放入稀硝酸中,反应结束后共收集到NO气体11.2升(标态),溶液中还剩余5克铁粉,过滤后,向溶液中通入11.2升(标态)氯气,恰好使溶液中Fe2+全部氧化.试求混合粉末中的Fe2O3的质量百分含量.(20.5%)

    四、根据电荷守恒进行计算

    理论依据:溶液呈电中性,即溶液中所有阳离子所带正电荷总数等于所有阴离子所带负电荷总数.

    1. 往醋酸溶液中滴加氢氧化钠溶液,当滴至溶液中[CH3COO-时,该混合溶液的酸]=[Na+]

    碱性应是( )

    A.酸性 B.中性 C.碱性 D.无法判断

    分析:混合后溶液中共存在着CH3COO-、Na+、H+、OH-四种离子,根据电荷守恒,有:

    [CH3COO-,所以,[ OH-.]= [ H+]]+[ OH-]=[Na+]+[ H+]

    注意:

    运用电荷守恒时,不能忽略水中电离出的H+、OH-;

    当溶液中存在有Rn+(或Rn-)时,计算电荷总数时,要在该离子浓度前乘以n.

    2. 酸雨是因为过度燃烧煤和石油引起的.对某次酸雨进行雨水分析(未分析H+和OH-),数据如下:含NH4+:2.0×10-6摩/升,Na+:3.0×10-6摩/升,NO3-:2.3×10-5摩/升,Cl-:6.0×10-6

    摩/升,SO42-:2.8×10-5摩/升.由此推断此次雨水的pH值接近于( )

    A.6 B.5 C.4 D.3

    分析:

    根据电荷守恒,[H+]+[ NH4+]+[ Na+]=[ OH-,在酸雨中,[ OH-的含量较小,该题中可以忽略,故有:[H+]+[ NH4+]+[ Na+]≈[ NO3-.]+[ Cl-]+2×[ SO42-]]]+[ NO3-]+[ Cl-]+2×[ SO42-]

    3. 有三种盐的混合溶液,已知其中含有Na+、Mg2+、Cl-、SO42-四种离子,且知Na+为0.2摩、Mg2+为0.25摩、Cl-为0.4摩,则SO42-为( C )

    A.0.1摩 B.0.3摩 C.0.15摩 D.0.5摩

    4. 硝酸铜和硝酸银混合溶液100毫升,其中NO3-浓度为4摩/升.加入一定质量的锌粉,充分震荡后,过滤,得干燥沉淀24.8克.将此沉淀置于稀盐酸中,无气体放出.在滤液中加入氯化钡溶液,无沉淀生成,再加入过量稀氢氧化钠溶液得到的沉淀经过滤、干燥、灼热后质量为4克.求参与反应的锌的质量.(9.75克)

    5. 1.92克铜和一定量的浓硝酸反应,随着铜的不断减少,反应生成的气体颜色也逐渐变浅.当铜反应完毕时,共收集到气体的体积为1.12升(标况),求反应中消耗硝酸的物质的量是多少?(0.11摩尔)

    6. 有混合气体A,是由NO、H2、CO2组成.当通过过量的Na2O2后,变成混合气体B.将B引燃,使其充分反应后,得到的只是浓度为70%的硝酸.无其它任何气体.求A和B中各气体的体积之比.(NO2:H2:O2=2:4:7 NO:H2:CO2=2:4:7)

    六、根据酸提供的H+摩尔数与碱性物质所消耗的H+摩尔数守恒进行计算

    该方法用于解混合物中先加酸(或碱)再加碱(或酸)之类的计算尤其简便.

    1. 把一定量的碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠的混合物溶解在200毫升1摩/升的盐酸中,完全反应后生成2.016升干燥的CO2气体(标况).然后加入400毫升0.1摩/升的氢氧化钡溶液,使溶液中SO42-完全沉淀,再加入40毫升1摩/升盐酸,恰好将溶液中过量的碱中和.最后把所得沉淀分离出来,测得干燥的硫酸钡的质量为1.48克,求混合物中三种化合物的质量百分组成.

    分析:该题中提供H+的物质只有盐酸,共提供H+:(0.2+0.04)×1=0.24摩尔

    消耗H+的物质有Na2CO3、NaHCO3、Ba(OH)2,设混合物中有Na2CO3 x摩尔,有NaHCO3y摩尔,消耗的H+的总数为:2x+y+0.1×0.4×2=0.24 ①

    又因为产生二氧化碳2.016÷22.4=0.9摩尔,根据碳元素守恒,可得:x+y=0.9 ②

    由①②可得:x=0.07 y=0.02

    七、综合利用守恒法巧解计算题

    1. 3.84克铁和三氧化二铁的混合物溶于过量盐酸产生0.672升氢气(标况),溶液中无Fe3+存在,求混合物中三氧化二铁的质量.(1.6克)

    2. 在某硫酸溶液40毫升里加入1.60克三氧化二铁,全部溶解,再向其中加入5.00克铁粉,溶液变成浅绿色.反应停止后还剩余3.32克铁粉.求此硫酸溶液的物质的量浓度.(1.25mol/L)

    3. 有镁铝两种金属的混合粉末1.44克,在50毫升3.4摩/升盐酸中全部溶解,再加入50毫升4.0摩/升NaOH溶液,得白色沉淀物.滤除沉淀物灼烧至质量不再减少,得固体1.11克.在滤液中滴加少量稀盐酸即有沉淀产生.求原混合物中镁、铝各多少克?

    (Mg:0.36克 Al:1.08克)