专题辅导：过量计算和混合物计算[1]

1专题辅导：过量计算和混合物计算本讲内容：1．过量计算的特点分析。2．混合物计算特点分析。重点、难点剖析：1．过量计算的特点分析:过量计算的最初表现形式是：①当提供两种反应物的用量时，应判断是否存在过量的问题。例110g的NaC1与10gH2SO4的质量分数为98%的硫酸反应。(1)在微热时，可产生HCl折算为标准状况下的体积是多少升?(2)在强热时，又可产生标准状况下的HC1体积是多少升?②当提供反应物的总量，并得到相应的反应结果时，应考虑可能有过量的某种物质存在。例2有56gFe(OH)3和FeS的混合物，将其投入足量的稀硫酸中，将产生的沉淀、洗涤、干燥后，称量得质量为3.2g，则原混合物中含有的FeS的质量可能是多少克？分析：当Fe(OH)3和FeS溶于稀H2SO4中后，将发生以下反应：Fe(OH)3＋3+H＝+3Fe＋32HOFeS＋2+H＝+2Fe＋2HS根据上一讲对氧化还原反应体系的原理的认识，可得出：2+3Fe＋2HS＝S↓＋2+2Fe＋2+Hms这样可建立以下反应的关系式：2Fe(OH)3－FeS－S↓214883221.48.83.2mFe2O3将参加反应的Fe(OH)3和FeS的质量相加，得30.2g.此时在56g固体中多出的质量，就可能是Fe(OH)3或FeS。所以混合物中FeS的质量就有两个可能的取值。即为:8.8g或(56g－21.4g)＝34.6g.+H2例4将Na2CO3粉末，逐渐加入100mL2mol/L的盐酸溶液中，试讨论加入的Na2CO3粉末的质量(x)与所产生的VCO2(S.T.P)之间的相互关系。分析：依反应：Na2CO3＋2HC1＝2NaC1＋H2O＋CO2↑106g2molx＝10.6g0.2mol∴当x＜10.6g时，VCO2＝106x×22.4L当x＝10.6g时，VCO2＝2.24L当x＞10.6g时，VCO2＝2.24L当上述反应过程加以组合，就形成了对天平问题加以讨论的基本方法。例5天平两端的烧杯中，各放置盛有150mL2mol/L稀硫酸的烧杯，调节天平平衡。试讨论分别向天平两端加入等质量的Fe和A1，则天平的状态将如何?分析：依反应，可算出Fe和A1分别与稀硫酸反应时的边界点：Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑56g1mol16.8g0.3mol2A1＋3H2SO4＝A12(SO4)3＋3H2↑54g3mol5.4g0.3mol以天平的增重作图，可得出右图m/gmM/g由此：x的取值不等式讨论天平状态:是否有金属剩余2728xFe89x-0.6x5.416.8g30＜x≤5.42827x＞98xFe一端较重:无剩余5.4＜x≤16.82827x＞x－0.6Fe一端较重:A1剩余16.8＜xx－0.6＝x－0.6天平平衡:Fe、A1均有剩余进一步思考，若欲使天平平衡，则加入的Fe、A1的质量又将如何？若令mFe＝y，mA1＝x。关系式天平状态则：有0＜x＜5.40＜y＜16.85.4＜xx－0.6＝2827y平衡y＜16.816.8＜xx－0.6＝y－0.6平衡16.8＜yx＝y2.混合物计算的特性作为混合物计算的一般原则，可利用混合物的共性或某种成分的特性作为计算或处理问题的一般方法。以Na2CO3和NaHCO3混合物为例：①与H＋反应Na2CO3＋HC1＝2NaC1＋H2O＋CO2↑nHC1＝BmolNaHCO3＋HC1＝NaC1＋H2O＋CO2↑VCO2＝BL(S.T.P)②与Ca(OH)2CaCO3↓BgNa2CO3NaHCO3（固体混合物）①;由失重mNaHCO3②溶液中逐渐加HC1，由Na2CO3→NaHCO3时消耗的nHC1nNa2CO3例6有19gNa2CO3和NaHCO3的混合物，与足量的稀盐酸反应，放出标况下CO2的体积为4.48L。则混合物中Na2CO3和NaHCO3的质量各是多少g?分析：由反应过程可分别设混合物中含Na2CO3和NaHCO3的物质的量为x，y。Na2CO3＋2HC1＝2NaC1＋H2O＋CO2↑11时,y2827=x98平衡共性特性Wg4xxNa2HCO3＋HC1＝NaC1＋H2O＋CO2↑11yy则有106x＋84y＝19得x＝0.1(mol)x＋y＝0.2y＝0.1(mol)∴原混合物中含Na2CO3的质量为10.6g.NaHCO3的质量为8.4g。例7有100gNa2CO3和NaHCO3的固体混合物与20gNaOH固体在密闭容器中混合共热，在200°C时充分反应后，排出产生的气体，冷却后，称重得固体质量为95.5g，则混合物中Na2CO3所占的质量分数。分析：在此过程中，有NaHCO3可与NaOH反应或NaHCO3受热分解，将导致固体质量的减轻，NaHCO3有关。若先考虑NaHCO3分解，则产生的CO2将再被NaOH吸收，所以首先考虑NaHCO3与NaOH反应。2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2＋)2NaOH＋CO2―――NaCO3＋H2ONaOH＋NaHCO3―――Na2CO3＋H2Om40g84g1820g42g9g由于固体总共失重：100g＋20g－95.5g＝24.5g可见NaHCO3过量，将进一步分解：2NaHCO3―――Na2CO3＋H2O＋CO2m2×84g62g42g15.5g总共有m(NaHCO3)＝42g＋42g＝84gm(Na2CO3)＝100g－84g＝16g则Na2CO3%＝g100g16×100%＝16%例8将Na2CO3和NaHCO3的混合物14.8g溶于水配成稀溶液，在此溶液中加入12.4g碱石灰(主要成分是NaOH和CaO)，充分反应后，如果溶液中的Ca2＋、HCO3－，CO32－全部转化为沉淀物，再将溶液蒸干，最后可以得到29g白色固体物质。5求：(1)原混合物中Na2CO3，NaHCO3各为多少克?(2)29g白色固体的成份及质量各是多少克?分析：由反应方程式及题意可得:CaO＋H2O＝Ca(OH)2＋)Ca(OH)2＋Na2CO3＝2NaOH＋CaCO3↓CaO＋H2O＋Na2CO3＝2NaOH＋CaCO3↓①CaO＋H2O＝Ca(OH)2＋)Ca(OH)2＋NaHCO3＝CaCO3↓＋NaOH＋H2OCaO＋NaHCO3＝CaCO3↓＋NaOH②可见最后固体质量的增重只与反应①有关，增重的H2O的物质的量即为混合物所含Na2CO3的物质的量：n(Na2CO3)＝1841281429..＝0.1molm((Na2CO3)＝106g/mol×0.1mol＝10.6gm(NaHCO3)＝14.8g－10.6g＝4.2g由于Ca2＋、HCO3－，CO32－均全部转移进入沉淀.∴n(CaCO3)＝n(CaO)＝n((Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.1mol＋0.05mol＝0.15mol.m(CaCO3)＝100g/mol×0.15mol＝15gm(NaOH)＝29g－15g＝14g就上题而言，在计算形式上可见是以上两种计算基本类型的组合。若在多步反应中，可通过对反应过程中生成产物的质量判断，以得出是否是混合物的相关结论。这在第19讲曾作过详细讨论。有关混合物计算的相关练习，可见寒假作业。巩固练习：1．由两种金属组成的合金50克，与氯气完全反应，消耗氯气71克，则该合金的可能组成是(A)Cu和Zn(B)Na和A1(C)Fe和Mg(D)Ca和Cu2．把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后，与足量AgNO3溶液反应，生成氯化银沉淀300mg，则该氯化镁杂质可能是(A)氯化钠(B)氯化铝(C)氯化钾(D)氯化钙3．将KC1和KBr混合物13.4克溶于水配成500mL溶液，通入过量的氯气充分反应后，蒸干溶液得到固体物质11.175克.则配制的溶液中K＋、Cl－、Br－的物质的量浓度的比为(A)1:2:3(B)3:2:1(C)1:3:2(D)2:3:164．将KC1和CrC13两种固体混合共熔制得化合物x，x由K、Cr、Cl三种元素组成。将1.892克x中的Cr元素全部氧化成Cr2O72－，这些Cr2O72－可以从过量的KI溶液中氧化出2.667克碘单质，反应的离子方程式为:Cr2O72－＋6I－＋14H＋＝2Cr3＋＋3I2＋7H2O如果取溶有1.892克x的溶液，加入过量的硝酸银溶液，可得到AgC1沉淀4.52克。则x的化学式为(A)K3Cr2Cl9(B)K3Cr2Cl7(C)K3Cr2Cl5(D)K2CrCl45．常温上，将a升H2和O2的混合气体点燃爆炸后，恢复到室温，测得气体体积缩小到b升，则原混合气体中，氢、氧两种气体的体积比可能是(A)b2a)b-a(2(B)baba2(C)b-aba2(D)b-ab2a6．31.2克KOH和KHCO3混合物在密闭容器内加热到250°C，排气冷却后，发现混合物的质量减少3.2克.若原混合物中KOH和KHCO3的物质的量分别为amol和bmol.则(A)a＝b(B)a＜b(C)a＞b(D)无法确定7．将m克氧化铁和硫化亚铁组成的混合物溶解在足量盐酸中，结果得到n克沉淀.则原混合物中FeS的质量为(A)5n(B)m－5n(C)m－11n/4(D)11n/48．将Na2CO3、KNO3、NaCl的混合物10克，溶于50克7.3%的盐酸中，反应完毕后，产生气体0.88克，再向溶液中加入足量的AgNO3溶液，得沉淀28.7克.求原混合物中KNO3的质量百分含量。9．在密闭容器中，放入NaOH和(NH4)2CO3两种固体共A克，将容器加热至200℃，经充分反应后，排出其中的气体，冷却，称得剩余的固体质量为B克.问原容器中(NH4)2CO3和NaOH各是多少克?10．将过氧化钠和碳酸氢钠的混合物等质量分成两份.其中一份加入100mL盐酸，使其充分反应，溶液呈中性，放出气体2.24升;将其气体通入另一份混合物中充分反应后，气体体积变为2.016升(气体体积均在比值状况下测定).求:原混合物中Na2O2和NaHCO3的物质的量之比。11．天平的两端，放有等质量的烧杯，分别装有100mL1mol/L的H2SO4溶液，天平保持平衡。现在两端分别加入下列物质，天平仍保持平衡的是(A)10克Zn和10克Fe(B)5.6克Fe和5.6克Zn(C)0.1molNa和0.1molMg(D)0.1molFe和0.1molZn12．甲、乙两烧杯中分别盛有50mL等物质的量浓度的稀硫酸，向甲烧杯中加入m克Fe，乙烧杯中加入m克Zn，反应停止以后，一烧杯中有金属剩余.若硫酸的物质的量浓度为xmol/L，则x的范围是(A)28m＞x≥5.32m(B)14m5＞x≥5.6m2(C)14m5≤x＜5.6m2(D)28m≤x＜5.32m713．甲、乙两烧杯中分别盛有100ml1mol/L的稀盐酸，置于天平两端，天平保持平衡，现向天平的两端分别加入m克KHCO3和n克CaCO3固体，亦使天平保持平衡，则m和n的关系为(A)m＝n＝5克(B)m＝10克，n＝7，8克(C)n＞m＞5克(D)n＞m＞10克14．(1)两质量相等且各含100mL3mol/L的硫酸溶液的烧杯，分置天平的两端，天平保持平衡，现向天平两端烧杯内加入等质量的Fe和Mg，试讨论反应的结果及可能产生的现象，(2)在天平的两个托盘上各放一个盛有等体积、等物质的量浓度的稀硫酸的烧杯，调节天平使其平衡，然后在一个烧杯中加入a克铁粉，在另一个烧杯中加入b克镁粉，充分反应后，天平仍保持平衡，若已知每个烧杯中都含有nmolH2SO4，请用代数式表示下列各种情况下a与b的关系：①当a＞56n、b＞24n时，_________________；②当a＜56n、b＜24n时，_________________；③当a＜56n、b＞24n时，_________________。15．在天平的两个托盘上各放一个盛有150mL、等物质的量浓度的稀盐酸的烧杯，调节天平使其平衡，然后在天平两端的烧杯中分别加入均为10，8克的金属Mg、A1，试讨论当盐酸的物质的量浓度的变化对反应的结果及天平的状态所产生的影响，