巧用物質的量寫特殊化學方程式并快速解題

某些化學反應，由于過量的反應物與生成物繼續反應，引起產物不止一種，可能是兩種物質的混合物。例如，H2S與O2反應生成S和SO2，鋁鹽與強堿溶液反應生成Al(OH)3和AlO-2，等等，都是這種類型的反應。學生解有關這種反應類型的計算題時，往往步驟繁瑣。下面介紹這類題的快速解法，供大家一試。

這種解法的關鍵是利用化學方程式的化學計量數比等于參加化學反應的物質的量之比。具體步驟是，用已知參加反應的反應物的物質的量之比去寫特殊化學方程式，據此方程式求解。

一、計算生成物的量

【例1】 1mol/LAlCl3溶液75mL與2mol/LNaOH溶液120mL相混合，可得Al(OH)3沉淀多少克?

解析:(1)一般解法:先判斷NaOH是否過量，然后寫出兩個化學方程式，

再求出Al(OH)3的沉淀量。

(2)巧解:求出Al(OH)3與NaOH的物質的質量比:

設生成Al(OH)3xg，則

n(AlCl3)∶n(NaOH)=1×0.075∶2×0.12=5∶16

按此比值寫出特殊方程式:

5AlCl3+16NaOH=NaAlO2+15NaCl+2H2O+4Al(OH)3↓

54×78

1×0.75x

5×x=1×0.075×47×8

x=4.68

答:可得Al(OH)3沉淀4.68g。

二、判斷反應生成物的成分

【例2】 含Ca(OH)23.7g的石灰水中，滴加150mL0.5mol/L磷酸溶液，待反應完全后，

下列敘述正確的是()。

A.只生成CaHPO4沉淀

B.有CaHPO4沉淀和Ca(H2PO4)2溶液生成

C.有Ca3(PO4)2和CaHPO4兩種難溶物

D.有CaHPO4和Ca(H2PO4)2兩種可溶物生成

解析:∵n(Ca(OH)2)∶n(H3PO4)=3.774∶0.15×5=2∶3

∴據此寫出特殊方程式為:2Ca(OH)2+3H2PO4=CaHPO4↓+Ca(H2PO4)2+4H2O

從以上反應方程式可看出答案選B。

【例3】 紅磷6.2g在氯氣中燃燒，質量增加28.4g，則生成物的質量關系為()。

A.只有PCl3，沒有PCl5

B.PCl3與PCl5之比小于1∶1

C.PCl3與PCl5之比等于1∶1

D.PCl3與PCl5之比大于1∶1

解析:∵n(p)∶n(Cl)=6.231∶28.471=1∶2

∴其特殊方程式為:2P+4Cl2點燃PCl3+PCl5

從上述反應方程式可看出答案選C。

【例4】 把30.8g二氧化碳通入1L1mol/L的NaOH溶液中充分反應后，生成物中溶質分別是什么?

解析:n(CO2)=30.8g/44g/mol=0.7mol

∵n(CO2)∶n(NaOH)=0.7∶1×1=7∶10

假設:(1)當7molCO2和10molNaOH反應，產物為Na2CO3和H2O，

無法配平反應方程式，C和Na個數不守恒，假設錯誤。

假設:(2)當7molCO2和10molNaOH反應，產物為NaHCO3和H2O，

無法配平反應方程式，C和Na個數不守恒，假設錯誤。

7CO2+10NaOH= Na2CO3+ NaHCO3+ H2O

Na2CO3前面的化學計量數要小于5，設其為2，經檢驗，Na配不平。

∴特殊方程式為:7CO2+10NaOH=3Na2CO3+4NaHCO3+3H2O

由此可見生成物為兩種:Na2CO3和NaHCO3。

對于CO2與Ca(OH)2反應生成CaCO3和Ca(HCO3)2等反應，也可用以上方法求解。

附:針對性練習題

1.用1L1.0mol/L的NaOH吸收0.8molCO2，所得溶液中CO2-3與HCO-3的物質的量濃度之比為()。

A.2∶1B.1∶3C.2∶3D.3∶2

2. 20℃時向5L0.002mol/L的澄清石灰水中通入CO2后，得到沉淀0.5g，則通入的CO2在標準狀況下的體積可能是()。

A.336mLB.448mL

C.112mLD.224mL

3. 7g炭與14gO2不完全燃燒，生成21gCO和CO2的混合氣體，則CO和CO2的體積比為()。

A.3∶1B.1∶3C.1∶1D.5∶1

4.把44g二氧化碳通入1L1mol/L的NaOH溶液中充分反應后，生成物中的溶質可能是()。

A.NaHCO3 B.Na2CO3

C.Na2CO3和NaHCO3的混合物D.H2O

參考答案:1.B 2.AC 3.C 4.A

(責任編輯 廖銀燕)