在一定條件下,兩種物質(zhì)間發(fā)生反應,當其中的一種消耗完后,剩余的一種反應物可與生成物繼續(xù)反應,得到另一種物質(zhì),我們可稱為過量反應。因為過量反應的第二步反應不一定進行到底,所以構(gòu)成了化學計算中的一類題型。一般地,我們可用以下幾種方法解決。
1.根據(jù)有關(guān)混合物的計算討論解答
例1:在40ml 0.5mol/l 的NaOH溶液中通入一定量的HS,然后在低溫下蒸發(fā),最后得到白色固體7.62g。
?。?)推測該白色固體的所有組成。
(2)通過計算確定白色固體的組成及質(zhì)量。
分析:HS是一種二元弱酸,它與NaOH溶液反應時,會因量的不同引起反應過程的差異,得到不同的產(chǎn)物:正鹽、酸式鹽、二者都有或NaOH過量等,需根據(jù)三種物質(zhì)的性質(zhì)及具體數(shù)據(jù)進行討論,且不能誤漏其中任何一種可能。
解:(1)所有的可能組成為:
?、貼aS?搖?搖?搖?搖②NaHS?搖?搖?搖?搖③NaS和NaHS?搖?搖?搖?搖④NaS和NaOH
?。?)溶液中NaOH的質(zhì)量為:0.5×0.4=8g根據(jù)過量反應推出質(zhì)量關(guān)系:
2NaOH——NaS——2NaHS
80g——78g——112g
8g——7.8g——11.2g
由平均值原理可得符合題意的組成有二:NaS和NaHS;NaS和NaOH。
?、貼aOH不足、HS過量。第一步反應生成的NaS繼續(xù)和HS反應,白色固體為NaS和NaHS。
設7.92g中含有NaHS為xg,
解得:x=0.395g.
則NaS的質(zhì)量為:7.92-0.395=7.525(g)。
?、贜aOH過量、HS不足,組成為NaS和NaOH。
設7.92g中含有NaS為yg。
2NaOH+HS=NaS+2HO質(zhì)量差
解得:y=3.12g。
則NaOH的質(zhì)量為:7.92-3.12=4.8(g)。
答:(略)
2.根據(jù)反應特征,分步考慮
例2:寫出HS燃燒的化學方程式。1.0LHS氣體與aL空氣混合后點燃,若反應前后的氣體溫度和壓強都不變,均為20℃、1.01×105Pa,試討論當a的取值范圍不同時,燃燒后氣體的總體積V(用含有a的表達式表示,假設空氣中O占空氣總體積的)。
分析:根據(jù)過量反應的原理,當逐步加大空氣的體積時,HS氣體燃燒的產(chǎn)物不同,從而導致氣體總體積的變化。因此,根據(jù)不同階段的反應,層層推進,若把HS完全燃燒看做是HS先氧化為S,S繼續(xù)和O反應生成SO兩步來討論,就會使整個過程更加簡捷、明了。
解:(化學方程式略)
?。?)當a<L(O<L)時,HS剩余、O為L。
2HS+O=2S+2HO
V=a-(L)
∴a<L,V=(1+a)L
3.有關(guān)沉淀的生成與溶解,根據(jù)反應區(qū)間討論
例4:3.42g Al(SO)投入到15ml NaOH溶液中,得到1.17g沉淀,則原NaOH溶液的摩爾濃度是多少?
分析:顯然,本題中NaOH有不足與過量兩個方面,我們可借助圖像分析法來討論。
解:由題意可得:
可得反應圖像
在AB區(qū),NaOH不足,設NaOH溶液濃度為x
Al+3OH=Al(OH)↓
0.015x 1.17g
解得:x=3(mol/l)
在AB區(qū),NaOH過量,發(fā)生反應
Al(OH)+OH=AlO+2HO
可推出:剩余Al(OH)的物質(zhì)的量等于使Al(OH)全部溶解所需NaOH與加入NaOH的物質(zhì)的量之差。
設NaOH溶液濃度為y,則:0.08-0.015y=
解得:y=4.3(mol/l)。
答:(略)
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