金属混合物与酸反应地计算——极值法平均值法

金属混合物与酸反应的计算极值法，平均值法混合物没有固定的组成和性质，但大多数混合物的参数介于其组分之间，下面简单介绍混合物的这一特点在相 关计算中的应用：理解：先用数学知识进行认识4与8的平均值x之间的关系4x8联系化学知识JJJ净物A的数值 混合物的数值 纯净物B的数值依据上面的分析相关题型有：a. 已知纯净物AB的数值，求混合物的数值的取值范围b. 已知混合物的数值，求两种纯净物AB的取值范围B （或A ）取值范围c. 已知纯净物A （或B）的数值和混合物的数值，求另一种纯净物下面是相关的类型题：a. 已知纯净物AB的数值，求混合物的数值的取值范围I. 组成的混合物和足量的HCI溶液反应，产生 H2 0.4g，则混合物的质量可能为（）A.解析：极值法-设全部为Zn，则要产生0.4g氢气要Zn 13g，设全部是AI，则要产生0.4g氢气要Al 3.6g，现在是混合物，介于两者之间，所以选B.2. 将15g两种金属的混合粉末投入定量盐酸中，充分反应后，得到 成上述混合物的是（）A. Mg , Ag B. Zn , Cu C. Al , Fe D. Al, Mg1g氢气，则下列各组金属中肯定不能构解析： 这道题中，Mg、Zn、Al、Fe都是可以反应的，Ag、Cu都是不反应的。根据化学方程式计算知道:解析：Mg （ 12g 出 1g 氢气）；Fe（ 28g 出 1g 氢气）Zn （ 32.5g出1g氢气）；Cu和Ag（与酸不反应）A Mg为12g15g, Cu不反应，不可以。C Al 为 9g15g ，可以。D Al 为 9g15g , Mg 为 12g15g，不可以。因此应该选B、D。b. 已知混合物的数值，求两种纯净物 AB的取值范围3.两种金属粉末的混合物30g，与足量的稀硫酸反应，生成1g氢气，则组成该混合物的两种金属可能是A. Mg 和 FeB. Fe 和 ZnC. Zn和CuD.Cu 和 Ag解析：Mg （ 12g 出 1g 氢气）；Fe（ 28g 出 1g 氢气）Zn （ 32.5g出1g氢气）；Cu和Ag（与酸不反应）A. 12g28g均小于30g ,不可能B. 28g30g30g ,Cu与酸不反应，不可能D. Cu和Ag（与酸不反应）,不可能故选B4.由两种金属组成的混合物共20g,与足量的盐酸完全反应后，共放出1g氢气，则原混合物的组成不可能是A. Zn 和 MgB. Fe 和 MgC. Zn 和 FeD. Fe 和 CuA. 32.5g20g12g, 可能B. 28g20g12g, 可能C. 32.5g28g20g,不可能D. 28g20g, Cu不反应，不可能所以答案为C、D5. 将2.4gMg和Al的混合物投入50g稀盐酸中，恰好安全反应,则盐酸溶液中溶质质量分数可能为（）A. 7.3%B. 14.6%C. 16.8%D. 19.46%解析:极值法一若混合物全为Mg，则HCI浓度为14.6% ;若全为Al，则HCI浓度为20.2%.现在是混合物，含有 两种物质，故14.6%a%20.2%. 答案选C.c. 已知纯净物A （或B）的数值和混合物的数值，求另一种纯净物B （或A ）取值范围6. 某金属颗粒6g与足量的稀硫酸反应得0.2g氢气,则此金属颗粒可能是（）A.纯净的Fe B.含Zn的Fe C.含不溶于酸杂质的 ZnD.含不溶于酸杂质的 Fe解析：Fe 5.6g生成0.2g氢气；Zn 6.5g生成0.2g氢气A. 5.6g6g,不可能B. 5.6g6g6g,不可能D. （5.6g+x）g 可能等于6g,可能所以选B、D7. 有一不纯的 Fe 5.6g与足量的稀硫酸反应，放出0.21g氢气，则 Fe片中可能含有的一种金属杂质为（）A. Mg B. ZnC. Cu D. Al答案：A D8.有一不纯的Fe片质量为6.5g,与足量的稀硫酸反应，放出0.18g氢气，则Fe片中可能含有的一种金属杂质为A.AlB. MgC. CuD. C答案： C9. 粉末状金属混合物 12g ，加入足量的稀硫酸后产生 1g 氢气，这种金属混合物可能是（ ）A. Al 和 FeB. Zn 和 Fe C. Mg 和 Cu D. Mg 和 Zn这种 金 属是答案： A10. 5.6g 某 金属 跟足量 稀硫 酸反应 后，生成正 二价 金属化合物，同时 放出 0.2g 氢气 ，（）A ZnBFeCCaD Mg答案： B解题技巧：平均值法在数学上，我们算过求平均数的题目，可表达为：m=（a+b）/2 ，且a b 0时，a m b。我们把它引入化学计算中，能使很多题目转繁为简，化难为易。一、解题方法指导例题 1 计算下列不同质量的 20%的硫酸和 10% 的硫酸相混合后，所得溶液的溶质质量分数，并填表：10%的硫酸的质量 20% 的硫酸的质量 混合后硫酸溶液的质量分数20g 70g40g 60g50g 50g60g 30g80g 20g思考：混合前后硫酸溶液中溶质、溶剂、溶液的量分别发生了什么变化?混合液的溶质质量分数与混合前两溶液的溶质质量分数大小有何关系？由此你可以得到哪些结论？（ 1）混合后的溶质质量分数总是介于10%-20% 之间。（ 2）只有等质量混合时混合液的溶质质量分数是混合前两溶液溶质质量分数之和的1/2 。（3）当 20% 的硫酸溶液质量大时，混合液的溶质质量分数就大于 15% ，反之亦然。例题2 现有13.5 g氯化Cu样品，当它与足量的硝酸Ag充分反应后，得到 AgCI 29g，则此样品中可能混有的物质是（ ）A、BaCI2B、KCIC、Zn CI 2D、CaCI2思考：此题反应化学方程式是什么?如果混有杂质会对 AgCI 的产量产生什么影响 ?解析：此类题目一般采用假设推理求平均值的方法。先假设参加反应的物质为纯净物质，经计算得出一个平均 值。然后将假设所得结果，与实际数据相比较。（1）设13.5 g纯净物的CuCl2与AgNO 3反应可得AgCI质量为XCuCI 2 + 2AgNO 3= 2AgCI J + Cu（NO 3）213528713.5gX135 ：287 = 13.5 g：XX = 28.7 g因为28.7 gv 29 g,说明CuCI 2样品中混有的杂质能与硝酸Ag反应，并且与同质量的CuCI 2相比产生AgCI的质量多，即杂质中所含氯元素的质量分数高于CuCI 2中氯元素的质量分数。分别计算出CuCI 2、BaCl2、KCI、Zn Cl 2、CaCI 2中氯元素的质量分数，然后比较得出答案。（比较时各比值可不算出，只比较各式中的Cu与2K、Zn、Ba、Ca的相对原子质量即可）19% ,则该硫酸铵化肥中可能含有的其它氮肥是例题 3 某硫酸铵化肥中混有其它氮肥,分析知其中含氮量为A、碳酸氢铵B、硝酸铵C、尿素D、氯化铵思考：纯净硫酸铵中氮元素质量分数是多少?题目中已知量 19% 为硫酸铵和其它氮肥含氮量的平均值，所以此平均值介于硫酸铵与另一氮肥含氮量之间。只要计算出各肥料的含氮量，问题便得到解决。例题4 某CO与CO2混合气体，实验测得混合气体的含碳量为40%，此混合气体中，CO与CO 2相比较谁的质量分数大 ?思考：纯净的CO与CO2中的含碳量各是多少？混合气体的含碳量和它们的平均值有何关系？解：(1)CO和CO2的含碳量不同，CO含碳量为42.9%，CO2的含碳量为27.3%。当CO在混合气体中所占的比 例越高，混合气体的含碳量也就越高，反之，含碳量越低。若CO、 CO2 在混合气体中的质量分数均为50% ，则含碳量的平均值为：(42.9% + 27.3%)/2 = 35.1% V 40%，所以混合气体中的 CO的含量多。把混合气的总量看作 1。如果CO的质量分数为 X%，贝U CO2的质量分数为(1-X%)，将CO和CO2含碳量， 分别乘以它们在混合气体中的质量分数，两者之和即为 40% 。例题5 两种二价金属的混合物 4.4 g与足量稀硫酸反应产生 0.16 g H2，则这两种金属可能是：()A、 Fe 和 MgB、 Cu 和 MgC、 Zn 和 AlD、 Fe 和 Zn思考：我们学过哪些金属和酸反应后金属元素显 +2 价。这样即可排除哪个选择项?你能据此定出二价金属和酸反应的通式吗 ?此题和例题 2 相似，你能参考例题 2 解出它吗 ?解法 1 ：解法 2：设两二价金属元素符号通式为 M, 平均相对原子质量为 X。M + H 2SO4 = MSO 4 + H2 fX24.4 g0.16 gX : 2 = 4.4 g : 0.16g解得 : X = 55然后用选择项中两金属相对原子质量和它相比较，若两金属都反应则必须一种金属相对原子质量大于55，另外一55 ，通过比较即可解之。种的小于 55 ；若一金属不反应，则另一种金属相对原子质量应小于、知识能力训练：0.22 g,所含杂质可能是（1、5.6 g含杂质的Fe和足量的盐酸反应放出氢气A 、 ZnB 、 MgC、 CuD 、 Al2、由X和Y两种元 素组成的化合物a和b中，Y的化合价相同，化合物a中X元素的质量分数为 50%，化合物b中X的质量分数为40%。已知a的化学式XY2，贝U b的化学式为:A、 X2YB、 X2Y3C、 XY3D 、 X3Y23、若将NaCI样品100 g和足量AgNO 3溶液反应，产生 AgCI 252 g,杂质可能是（A、 NH 4NO 3B、 BaCI 2C、 NH 4CI D、 KCI4、100 g含杂质5%的大理石跟400 g溶质质量分数为18.25% 的盐酸反应,产生CO2 45g ,杂质可能是（A、 Na 2CO3B、 CuC、 FeD 、 CaCI 25、两种金属粉末的混合物30 g与足量的稀硫酸反应，生成1g氢气。则这种混合物的可能组成是（A、 Mg 和 AIB、 Fe 和 ZnC、 Fe 和 MgD 、 Fe 和 AI6 现有 pH = 8 的溶液 50mL ,若相使 pH 变为 3,应加入下列哪种 pH 溶液（ ）A、 pH = 0B、 pH = 3C、 pH = 7D 、 pH = 5E、 pH = 147、两种固体氧化物共 5.6g ,跟 7.3% 的盐酸 100g 恰好完全反应,则混合物可能是（）A、 BaO 和 ZnB、 CaO 和 CuO C、 MgO 和 CuO D 、 CaO 和 MgO8、由等质量的 MgO 与另一氧化物组成的混合物中,氧元素的质量分数为 30% ,则另一种氧化物是（ ）A 、 CaOB、 BaOC、 CuO D 、 AI 2O39、分别将5.6g某种“ Fe粉”和5.6g某种“ Mg粉”与足量稀硫酸充分反应，生成的氢气的质量均为0.2g，根据这一结果推断（ ）A 、该“ Fe 粉”和“ Mg 粉”都是纯净物B、该“ Fe粉”和“ Mg粉”都是混合物C、“ Mg 粉”一定是混合物， “ Fe 粉”一定是纯净物D、“ Mg 粉”一定是混合物， “Fe 粉”可能是混合物10、将含杂质的 NH4HCO3 79 g受热分解可得 C02 43 g。问杂质有可能是 Na2CO3吗？11有一不纯的Fe，含有Mg 、Al、Zn 3种杂质中的2种，取该样品2.8 g与足量的稀硫酸反应，得到0.1 g氢气，则这种 Fe 一定含有的杂质是,可能含有的杂质是12、氧化Fe与另一金属氧化物组成的混合物8g，已知其中含氧元素 3g，则另一种金属氧化物可能是()A 氧化 Mg B 氧化钙 C 氧化 Cu D 氧化 Al附：十字交叉法1 、解题范围：关于溶液混合时的计算。2、方法原理：溶液释稀或混合前后，溶质的质量是不变的。设混合前浓溶液的质量为m ，溶质质量分数为 a%，稀溶液的质量为n,溶质质量分数为 b%，两溶液混合后的溶质质量分数为c%。则ma% + nb% = (m + n)c%即 :m/n = (c%-b%)/(a%-c%)简化为： m/n = (c-b)/(a-c) 本式可用下面十字交叉形式表示a / c-bcb / a-c这种方法也称“对角线法”其中 C% 必须是已知量。若用于纯溶剂(如水 )稀释,则可把纯溶剂中溶质质量分数当作零,若加入的是纯溶质,则可把溶质质量分数看作 100% 。例题 欲配制 20%的氢氧化钠溶液,需要 10% 的氢氧化钠溶液和 40%的氢氧化钠溶液的质量比是多少？ 解：设需要 10% 的氢氧化钠溶液和 40% 的氢氧化钠溶液的质量分别是 x 和 y。40/ 20-10 =10则：2010/40-20 =20所以 x : y = 2 : 1答：需要 10% 的氢氧化钠溶液和 40%的氢氧化钠溶液的质量比是 2 : 1 。练习：1、把25 g 30%的浓盐酸稀释成10%的稀盐酸，需加水多少 g?(70 g )g?2、利用95%的浓H2SO4和5%的稀硫酸制30%的H2SO42OOO g,需这两种酸各多少（浓：555.6 g稀：1444.4 g ）