祁?lèi)?ài)儒

(甘肅省會(huì)寧縣第四中學(xué) 730799)

在高中化學(xué)中，常見(jiàn)金屬與酸反應(yīng)的計(jì)算問(wèn)題是學(xué)生必須具備的一種能力，但學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過(guò)成中卻難以準(zhǔn)確的駕馭.本文介紹一種解答此類(lèi)問(wèn)題的有效方法——質(zhì)荷比法，可以實(shí)現(xiàn)將問(wèn)題化難為易、又繁變簡(jiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)高效率解答題的目的.

一、對(duì)金屬質(zhì)荷比的理解

1.概念

金屬摩爾質(zhì)量與其所帶電荷(即化合價(jià))的比值.也就是說(shuō)，在金屬與酸反應(yīng)中，每轉(zhuǎn)移1mol電子所需該金屬的質(zhì)量，即金屬在反應(yīng)中的質(zhì)荷比=M/n.

2. 金屬質(zhì)荷比應(yīng)用的理論依據(jù)

金屬與酸發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，金屬失電子總數(shù)等于酸中的氫元素得電子總數(shù)，利用電子轉(zhuǎn)移數(shù)將反應(yīng)物和生成物間的計(jì)算連接起來(lái).在特定的化學(xué)反應(yīng)中，金屬的質(zhì)荷比是一個(gè)定值，所耗金屬的質(zhì)量與反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)成正比例關(guān)系.

二、金屬質(zhì)荷比在解題中的妙用

1.不同金屬分別與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

例1 鎂、鋁、鐵三種金屬分別與等體積、等濃度的鹽酸反應(yīng)，在同條件下產(chǎn)生等體積的氫氣，則參加反應(yīng)的金屬( ).

A.失去電子的物質(zhì)的量相等 B.質(zhì)量比為12∶28∶9

C.質(zhì)量相等 D.物質(zhì)的量相等

分析Mg的質(zhì)荷比：24/2=12； Al的質(zhì)荷比：27/3=9；Fe的質(zhì)荷比：56/2=28，即轉(zhuǎn)移1mol電子消耗Mg、Al、Fe的質(zhì)量分別為12g、9g、28g，顯然答案為A.

2.金屬混合物與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

若是金屬混合物，質(zhì)荷比可理解成平均質(zhì)荷比.

例2 30g某金屬混合物與足量H2SO4反應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成22.4 L H2，則此混合物是( ).

A. Na和Ca B. Zn和K C. Na和Mg D. Mg和Al

3.金屬單質(zhì)參與的其他氧化還原反應(yīng)

金屬單質(zhì)與酸的反應(yīng)或金屬單質(zhì)參與的其他氧化還原反應(yīng)，其本質(zhì)都是金屬失去電子，有關(guān)質(zhì)荷比的應(yīng)用均適用.但要注意：若有變價(jià)金屬，則其質(zhì)荷比要依據(jù)該金屬在具體的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境中的化合價(jià)來(lái)確定，如Fe應(yīng)是+2價(jià)還是+3價(jià)的情況.

例3 兩種金屬組成的合金50g與Cl2完全反應(yīng)需要Cl2質(zhì)量為71g，該合金的組成可能是( ).

A．K和Zn B.Ca和Cu C.Fe和Mg D.Na和Al

分析反應(yīng)中Cl2得電子71g/35.5g/mol×2=2mol 則合金的平均質(zhì)荷比50/2=25.

而K、Zn、Ca、Cu、Fe、Mg、Na、Al的質(zhì)荷比分別為39、32.5、20、32、18.7、12、23、9.顯然答案為B.

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部. 普通化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:人民教育出版社,2007.