(共51张PPT)
第二节
金属材料
基础课时16
金属材料与合金
第三章 铁
金属材料
必备知识·自主预习储备
NO.1
混合
种类
含量
大小
形状
有规则的层状
相对滑动
生铁
钢
高
硬度
延展
钢
中
低
高
合金
铬和镍
抗腐蚀
盐和水
盐和水
小
高
金属氢化物
储氢量大
钛合金
耐热合金
形状记忆合金
镍钴合金
钛合金
关键能力·情境探究达成
NO.2
学习任务1
学习任务2
理解合成的性能与应用
爆鸣
气泡
爆鸣
学习效果·随堂评估自测
NO.3
1
3
5
2
4
2
1
3
4
5
2
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5
3
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3
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5
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3
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4
5
1
3
碳钢:含碳量低
碳
素
碳
碳钢:含碳量为0.3%~0.6%
钢水岁物分含量
碳钢:含碳量高
6%
成
钢
点此进入
答案
学习任务
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解析答案
学字习任务2金属材料与合金
学
习
任
务
1．结合生活了解合金的构成和优良性能。了解铁合金、铝合金的分类和性能，强化性能决定用途的观念。培养学生“科学精神与社会责任”的核心素养。2．通过实验探究铝和氧化铝的性质，认识两性氧化物的性质。培养学生“变化观念与科学探究”的核心素养。3．了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化学科学对新材料的创新。培养学生“创新意识与社会责任”的核心素养。
一、合金与铁合金
1．合金的定义与性质
(1)定义：由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。属于混合物。
(2)性能
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。合金的性能可通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等加以调节。
(3)纯金属与合金结构的差异
纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整；纯金属形成合金后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。
2．铁合金
(1)生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。
(2)生铁的含碳量比钢的高。生铁的硬度大，钢具有良好的延展性。
(3)钢是用量最大，用途最广的合金，钢的分类如下：
(4)不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬和镍。不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)人类历史上使用最早的合金是青铜。
(
)
(2)铁合金包括生铁和钢，二者均含碳元素。
(
)
(3)合金的熔点和硬度均比其成分金属的高或大。
(
)
(4)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物。
(
)
[答案]
(1)√
(2)√
(3)×
(4)×
汽车电池中的铅蓄电池的铅板，一般也不是纯铅做的，而是用铅和锑的合金做成，除了考虑电极导电性的因素外，还是主要考虑了哪些因素？
[提示]
纯铅太软，放在车辆上一震动，就容易变形，所以采用合金，因为合金的硬度大，不容易变形。(合理即可)
二、铝合金与新型合金
1．铝及其氧化物
铝是地壳中含量最多的金属元素。
(1)Al与O2反应：常温下能与空气中的O2发生反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜。其反应方程式为4Al＋3O2===2Al2O3。
(2)Al、Al2O3与酸反应
将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，有关反应的化学方程式为Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
(3)Al、Al2O3与强碱的反应
将一铝片放入NaOH溶液中，开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，有关的化学方程式为Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
(4)两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫做两性氧化物，如Al2O3。
2．铝合金——目前用途广泛的合金之一
硬铝：一种铝合金，含Cu、Mg、Mn、Si等合金元素。密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
3．新型合金
(1)储氢合金
①储氢方法
②含义
储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。
③要求：具有实用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。
④实例：Ti?Fe合金、La?Ni合金。
(2)其他新型合金
①钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
②喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金制造的，能承受1
100
℃的高温。
③我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——供人活动的耐压球壳是由钛合金制造的。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Al与强酸、强碱溶液均反应生成相同的盐。
(
)
(2)Al2O3与盐酸和NaOH溶液反应均生成盐和水。
(
)
(3)铝在空气中易钝化生成致密的氧化膜。
(
)
(4)储氢合金很好地解决了H2的储存问题。
(
)
(5)氢能利用的两大难题是制取和储存。
(
)
[答案]
(1)×
(2)√
(3)√
(4)√
(5)√
理解合成的性能与应用
1．列举生活中的合金材料，并简述选择该材料时利用了该合金的哪些优异性能。
[提示]
(1)铝合金门窗：质轻、耐腐蚀；(2)易拉罐：质轻、易回收利用等。
2．为什么航空工业中铝合金比铁合金应用更广泛？
[提示]
铝合金比铁合金密度小且耐高温、耐腐蚀。
3．英国皇家航空学会2019年度颁奖典礼于2019年11月25日晚在伦敦举行，嫦娥四号任务团队获得团队金奖，成为2019年度全球唯一获此殊荣的团队。这是英国皇家航空学会成立以来首次向中国项目颁发奖项。中国嫦娥四号探测器于2019年1月3日上午10点26分成功在月球背面软着陆，成为人类首次在月球背面软着陆的探测器。玉兔二号月球车实现了对月球背面的巡视。
①月球白天地面温度高达150度，而到了夜晚，温度又跌落到零下180度。嫦娥四号探测器、玉兔二号月球车均使用了大量合金材料，这些合金材料应具有哪些性质？
②形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料。中国嫦娥四号探测器，使用了记忆合金制作天线，试分析其好处。
[提示]
①密度小、强度大、既耐高温又耐低温等。②嫦娥四号探测器使用记忆合金制作天线折叠起来装进探测器内，工作时只需加热升温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复设计形状。
4．储氢合金应具备哪些优势？
[提示]
①储氢量大；②金属氢化物易形成，稍稍加热又易分解，室温下吸、放氢的速率快。
1．合金的组成及性能
(1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。
(2)合金是混合物，没有固定的熔点。
(3)合金具有金属特性，如导电、传热等。
(4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比其成分金属低，而硬度、机械强度一般比其成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。
2．合金的形成条件
(1)金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成的，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。
(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。
3．金属材料选择的依据
某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决于该金属的储量、冶炼成本、市场价格以及所具有的性能和是否易于加工等。
(1)物理性质：密度、硬度、强度、导电性和导热性等，这些性质决定金属材料的加工难易程度。
(2)化学性质：对水的作用、耐腐蚀性等，这些性质决定金属材料的日常维护和环境对其的影响。
4．新型合金
1．中国国产大型客机C919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是(
)
A．铝锂合金密度较小，强度较大，硬度大于纯铝，熔点低于锂单质
B．改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金
C．铝锂合金具有金属光泽，可导电导热
D．铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同
D
[铝锂密度较小，其合金密度较小；合金是不同金属熔合而成的具有金属特性的物质，改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金；合金一般比其组分金属的颜色更鲜艳，可导电；合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度大于其成分金属，铝锂合金的性质与各成分金属的性质不完全相同。]
2．下表中四种金属的熔、沸点：
金属
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1
083
660
1
535
沸点/℃
883
2
567
2
467
2
750
其中不能形成合金的是(
)
①Cu与Na
②Fe与Cu
③Fe与Na
④Al与Na
A．①②
B．①③
C．①④
D．②④
B
[当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起形成合金。]
理解Al、Al2O3的主要性质
探究铝片与NaOH溶液反应
实验操作
实验现象
开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
立即产生气泡，铝片逐渐溶解，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
实验结论
两支试管均放出H2，铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应
离子方程式
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
1．Al、Al2O3的主要反应及转化
2．铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(1)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
(2)等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。
(3)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶3。
3．下列物质中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是(
)
①NaHCO3
②Al
③Al2O3
④Na2CO3
⑤(NH4)2SO3
A．①②③⑤
B．②③④
C．①③④⑤
D．①②④
A
[NaHCO3与NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O，与盐酸反应生成NaCl、H2O和CO2，①正确；Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，与盐酸反应生成AlCl3和H2，②正确；Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O，与盐酸反应生成AlCl3和H2O，③正确；Na2CO3与NaOH溶液不发生反应，④错误；(NH4)2SO3与NaOH溶液反应生成NH3·H2O和Na2SO3，与盐酸反应生成NH4Cl、H2O和SO2，⑤正确，故选A。]
4．在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后(
)
A．天平保持平衡
B．左高右低
C．左低右高
D．无法确定
A
[等质量的Al与足量的盐酸、NaOH溶液完全反应生成的H2质量相同，两烧杯减少的质量相同。]
1．沈括根据变法需要，悉心总结了兵器制作技术。《梦溪笔谈·器用》中记载：“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。剑之钢者，刃多毁缺，巨阙是也，故不可纯用剂钢。”以所学合金的知识，分析古人铸剑时剑身的材料为(
)
A．钢
B．生铁
C．青铜
D．白铜
[答案]
A
2．下列说法不正确的是(
)
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．铝制品在生活中非常普遍，这是因为表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．组成元素相同的合金性能相同
D
[合金性能受合金元素的种类、含量、生产条件影响。组成元素相同的合金性能不一定相同，如钢和生铁。]
3．将一个预先做好的“ICE”形状的镍钛合金，破坏形状后，只要在热水中浸泡，其便会恢复原来形状。下列说法正确的是(
)
A．记忆合金的形状变化属于化学变化
B．合金的熔点一般比各组分金属高，硬度比各组分金属小
C．形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等
D．钛合金的化学性质与钛单质完全相同
C
[记忆合金的形状变化没有生成新物质，属于物理变化，A不正确；合金的熔点一般比组分金属的低，但硬度要比组分金属的大，B不正确；形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等，C正确；钛合金中因为加入了其他金属，化学性质与钛单质不完全相同，D不正确。]
4．为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，可选用的试剂是(
)
A．KOH溶液
B．氨水
C．稀盐酸
D．稀醋酸
A
[要除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，所加试剂只能与Al2O3反应而不能与MgO反应，反应完全后过滤即可。氨水与Al2O3不反应，稀盐酸、稀醋酸均能与MgO反应，只有KOH溶液能与Al2O3反应而与MgO不反应。]
5．用铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是________。
(2)①、②两步反应的离子方程式为________________________，______________________________。
(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，生成________(填化学式)，A在该反应中作为__________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
[答案]
(1)过滤
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(3)HCl
还原剂
PAGE
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8
-(共30张PPT)
第二节
金属材料
基础课时17
物质的量在化学方程式计算中的应用
第三章 铁
金属材料
关键能力·情境探究达成
NO.1
学习任务
掌握物质的量在化学方程式计算中的应用
2
2
2
1
物质的量
学习效果·随堂评估自测
NO.2
1
3
5
2
4
2
1
3
4
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2
1
3
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2
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1
2
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4
5
1
3
学习任务
点此进入
答案
点此进入
解析答案物质的量在化学方程式计算中的应用
学
习
任
务
掌握运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行有关物理量的计算。培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。
掌握物质的量在化学方程式计算中的应用
1．化学方程式中的定量关系
2Na
＋
2H2O===2NaOH＋H2↑
质量之比：
46
g
∶
36
g
∶
80
g
∶
2
g
计量数之比：
2
∶
2
∶
2
∶
1
扩大NA倍：
2NA
∶
2NA
∶
2NA
∶
NA
物质的量之比：2
mol
∶
2
mol
∶
2
mol
∶
1
mol
结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比，也等于各物质的物质的量之比。
2．250
mL
2
mol·L－1的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算：
(1)参加反应的铁屑的物质的量；
(2)生成的H2的体积(标准状况)。(写出解题步骤)
[解]
n(H2SO4)＝0.25
L×2
mol·L－1＝0.50
mol
(法1)(1)Fe
＋
H2SO4===FeSO4＋H2↑
1
1
n(Fe)
0.5
mol
＝，n(Fe)＝0.5
mol
(2)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
1
mol
22.4
L
0.5
mol
V(H2)
＝，解得V(H2)＝11.2
L
(法2)Fe
＋
H2SO4===FeSO4＋H2↑
1
mol
1
mol
22.4
L
n(Fe)
0.5
mol
V(H2)
＝＝
故n(Fe)＝0.5
mol，V(H2)＝11.2
L
[答]
(1)参加反应的铁屑的物质的量为0.5
mol。
(2)生成H2的体积为11.2
L。
1．以物质的量为核心的基本计算关系
2．化学方程式中的定量关系
(1)化学计量数之比等于相应物质的物质的量之比
(2)化学计量数之比等于同温同压下相应气体的体积之比
3．物质的量在化学方程式计算中的步骤
注意：(1)书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。
(2)单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”，且单位要注明。
(3)如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。
1．向500
mL
NaOH溶液中投入10.8
g
Al，二者恰好完全反应，计算：
(1)参加反应的Al的物质的量。
(2)所得溶液的物质的量浓度(反应前后溶液体积不变)。
(3)生成H2的体积(标准状况)(写出解题步骤)。
[解]
n(Al)＝＝0.4
mol
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2
＋
3H2↑
2
mol
2
mol
3×22.4
L
0.4
mol
n(NaAlO2)
V(H2)
＝＝
n(NaAlO2)＝0.4
mol，c(NaAlO2)＝＝0.8
mol/L
V(H2)＝13.44
L
[答]
(略)
2．含MnO2
80%的MnO2样品21.75
g，与足量浓盐酸加热充分反应，在标准状况下生成Cl2的体积为多少？(写出解题步骤)
[解]
n(MnO2)＝＝0.2
mol
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
1
mol
22.4
L
0.2
mol
V(Cl2)
＝，V(Cl2)＝4.48
L
[答]
(略)
1．对于反应aA＋bB===cC＋dD(A、B、C、D表示物质的化学式，a、b、c、d为化学方程式中的化学计量数)，下列说法不正确的是(
)
A．如果质量为m1的A与质量为m2的B恰好完全反应，则生成的C、D的质量之和一定等于(m1＋m2)
B．参加反应的A和B中的原子总数一定等于生成的C和D的原子总数
C．(a＋b)不一定等于(c＋d)
D．A和B中的元素种类，不—定等于C和D中的元素种类
[答案]
D
2．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为(
)
A．3∶1
B．2∶1
C．1∶1
D．1∶3
A
[由反应方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知生成相同体积的氢气时，消耗HCl、NaOH物质的量之比为3∶1。]
3．200
mL
0.25
mol·L－1的NaOH溶液与足量Al完全反应。计算在标准状况下生成H2的体积为________L。
[解析]
n(NaOH)＝0.2
L×0.25
mol·L－1＝0.05
mol
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
mol
3×22.4
L
0.05
mol
V(H2)
＝，V(H2)＝1.68
L。
[答案]
1.68
4．标准状况下，3.36
L
HCl通入足量水中，形成0.5
L溶液，则该溶液的物质的量浓度为________。
[答案]
0.3
mol·L－1
5．将20
g含杂质25%的大理石(杂质与盐酸不反应)投入150
mL盐酸中恰好完全反应，计算：
(1)反应生成的CO2的体积(标准状况)。
(2)原盐酸中HCl的物质的量浓度。(写出解答步骤)
[解]
n(CaCO3)＝＝0.15
mol，
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
1
mol
2
mol
22.4
L
0.15
mol
n(HCl)
V(CO2)
＝
＝
故：V(CO2)＝3.36
L，n(HCl)＝0.3
mol，c(HCl)＝＝2
mol·L－1。
[答]
(略)
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4
-(共35张PPT)
第二节
金属材料
能力课时8
化学计算中的技巧方法
第三章 铁
金属材料
探究要点·典例合作细解
NO.1
探究任务1
探究任务2
关系式法与守恒法
差量法和平均值法
能力过关·随堂评估自测
NO.2
1
3
5
2
4
2
1
3
4
5
2
1
3
4
5
3
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4
5
3
1
2
4
5
4
1
2
3
5
2
4
5
1
3
2
4
5
1
3
探究任务
点此进入
解析答案
探究任务2化学计算中的技巧方法
探
究
任
务
探究化学计算中的技巧方法——关系式法、守恒法、差量法、平均值法
关系式法与守恒法
1．关系式法
当已知物和未知物之间是通过多个反应联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系即“关系式”，就可求得未知量。
例如，把CO还原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清石灰水中，求生成沉淀的量。根据化学方程式3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O得关系式3CO～3CO2～3CaCO3，由此建立CO与CaCO3之间的直接关系3CO～3CaCO3，一步算出未知量。
2．守恒法
将5.1
g
Mg?Al合金投入250
mL
2
mol/L盐酸中，金属与盐酸恰好完全反应，又加入4
mol/L
NaOH溶液V
mL，得到的沉淀最多为13.6
g，则V＝________。
[解析]
解法1(质量守恒法)根据题意，m(沉淀)＝m(合金)＋m(OH－)，故m(OH－)＝13.6
g－5.1
g＝8.5
g，n(OH－)＝＝0.5
mol，V(NaOH溶液)＝＝0.125
L＝125
mL。
解法2(电荷守恒法)根据题意知，最后溶液中溶质为NaCl，则有n(Na＋)＝n(Cl－)，n(NaOH)＝n(HCl)，则c(HCl)·V(盐酸)＝c(NaOH)·V(NaOH溶液)，V(NaOH溶液)＝＝0.125
L＝125
mL。
解法3(关系式法)根据题意知最后溶液为NaCl，则有关系式HCl～NaCl～NaOH
n(NaOH)＝n(HCl)＝0.25
L×2
mol/L＝0.5
mol
V(NaOH溶液)＝＝0.125
L＝125
mL。
[答案]
125
mL或0.125
L
1．(关系式法)将5.0
g
CaCO3加入足量盐酸中，并将生成的气体全部通入足量的红热的炭中充分反应，得到气体的体积(标准状况下)为(
)
A．1.12
L
B．2.24
L
C．11.2
L
D．22.4
L
B
[根据：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
CO2＋C2CO
可得关系式CaCO3～2CO，
V(CO)＝
mol×2×22.4
L/mol＝2.24
L，B项正确。]
2．(守恒法)在500
mL
NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体6.72
L，生成物NaAlO2的物质的量浓度为(假定反应前后，溶液体积不变)
(
)
A．1
mol·L－1
B．0.4
mol·L－1
C．1.5
mol·L－1
D．2
mol·L－1
B
[n(e－)＝＝0.6
mol，根据电子守恒可知n(Al)＝＝0.2
mol，n(NaAlO2)＝0.2
mol，c(NaAlO2)＝＝0.4
mol·L－1，B项正确。]
差量法和平均值法
1．差量法
化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为
(1)准确写出有关反应的化学方程式。
(2)深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比。
(3)根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。
如：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋
O2
固体差值
2
mol
2×106
g
1
mol
2×28
g
n(Na2O2)
m(Na2CO3)
n(O2)
5.6
g
则：＝＝＝
2．平均值法——判断合金成分
平均值法就是根据两组分物质的某种平均值，来推断两物质某种量的范围的方法。即X(a)mol
e－的质量)判断合金的成分。
如：两种金属形成的合金23
g与足量盐酸反应，放出1
mol
H2，则平均摩尔电子质量为＝11.5
g·mol－1，可判断合金可能为Al与Fe形成合金。
【例1】
已知：①碳酸钠高温下不分解；②碳酸氢钠受热发生分解反应：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。充分加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物19
g，完全反应后固体质量减轻了3.1
g，则原混合物中碳酸钠的质量是________g。
[解析]
设混合物中碳酸氢钠的质量为m，则：
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
Δm
168
g
106
g
62
g
m
3.1
g
故m＝×168
g＝8.4
g，
则碳酸钠的质量为19
g－8.4
g＝10.6
g。
[答案]
10.6
【例2】
由铁、锌、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10
g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2
L，则混合物中一定含有的金属是(
)
A．铁
B．锌
C．铝
D．镁
C
[平均摩尔电子质量法：生成标准状况下11.2
L
H2需转移1
mol
e－，即金属的平均摩尔电子质量为10
g·mol－1。其中Mg、Fe、Zn、Al的平均摩尔电子质量分别为12
g·mol－1、28
g·mol－1、32.5
g·mol－1、9
g·mol－1，只有Al的平均摩尔电子质量小于10
g·mol－1，故一定含有Al。]
3．(差量法)在标准状况下把4.48
L
CO2通入足量的Na2O2固体后，固体增加的质量是(
)
A．8.8
g
B．5.6
g
C．3.2
g
D．2.4
g
B
[根据反应方程式：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，在标准状况下，4.48
L
CO2的物质的量为0.2
mol，所以反应后固体增加的质量为0.2
mol×28
g·mol－1＝5.6
g，所以本题正确答案为B。]
4．(平均值法)两种金属混合物共15
g，投入足量的盐酸中，充分反应后得到11.2
L
H2(标准状况)，则原混合物的组成肯定不可能为(
)
A．Mg和Ag
B．Zn和Cu
C．Al和Zn
D．Al和Cu
B
[本题可用平均摩尔电子质量(即提供1
mol电子所需金属的质量)法求解。反应中H＋被还原生成H2，由题意可知15
g金属混合物可提供1
mol
e－，其平均摩尔电子质量为15
g·mol－1。选项中金属Mg、Zn、Al的摩尔电子质量分别为12
g·mol－1、32.5
g·mol－1、9
g·mol－1，其中不能与盐酸反应的Ag和Cu的摩尔电子质量可看作无穷大。根据数学上的平均值原理可知，原混合物中一种金属的摩尔电子质量大于15
g·mol－1，另一种金属的摩尔电子质量小于15
g·mol－1。由此可判断出原混合物肯定不可能是Zn和Cu。]
1．质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀H2SO4和NaOH溶液反应，则产生H2的体积比是(
)
A．1∶2
B．1∶3
C．2∶3
D．3∶2
[答案]
C
2．铁粉可在高温下与水蒸气反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32
g，则参加反应的铁粉的物质的量是(
)
A．0.5
mol
B．1
mol
C．1.5
mol
D．2
mol
C
[3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
Δm
3
mol
64
g
n(Fe)
32
g
＝，解得n(Fe)＝1.5
mol。]
3．将等体积的HnRO3和Hn＋1RO4两种酸溶液与一定量的NaOH中和都生成正盐，则这两种酸的物质的量浓度比是(
)
A．n∶(n＋1)
B．1∶1
C．1∶(n＋1)
D．(n＋1)∶n
D
[酸碱中和反应的本质是H＋＋OH－===H2O，由此可以得到如下关系式：HnRO3～nNaOH、Hn＋1RO4～(n＋1)NaOH，因为NaOH的量一定，将上述关系式变形得：HnRO3～NaOH、Hn＋1RO4～NaOH，所以两种酸的物质的量浓度比是∶＝(n＋1)∶n。]
4．将5
g某合金放入足量的稀盐酸中，共收集到氢气的体积(标准状况下)为2.24
L，则该合金可能是(
)
A．Mg?Al合金
B．Fe?Al合金
C．Fe?Zn合金
D．Cu?Zn合金
B
[平均摩尔电子质量为＝25
g/mol，根据平均值法，B项符合题意。]
5．硫黄制硫酸时发生的反应有S＋O2SO2、2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4。
由硫黄制取硫酸的关系式是_____________________________。
假设64
g硫黄完全反应，可制取硫酸的质量是________。
[解析]
据题给化学方程式(或根据硫原子守恒)可得关系式：
S～H2SO4。制取硫酸的质量为
×98
g·mol－1＝196
g。
[答案]
S～H2SO4
196
g
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