质荷比在解答金属元素计算题中的妙用

2018-04-02 15:23祁爱儒

祁爱儒

(甘肃省会宁县第四中学 730799)

在高中化学中，常见金属与酸反应的计算问题是学生必须具备的一种能力，但学生在实际学习过成中却难以准确的驾驭.本文介绍一种解答此类问题的有效方法——质荷比法，可以实现将问题化难为易、又繁变简，从而实现高效率解答题的目的.

一、对金属质荷比的理解

1.概念

金属摩尔质量与其所带电荷(即化合价)的比值.也就是说，在金属与酸反应中，每转移1mol电子所需该金属的质量，即金属在反应中的质荷比=M/n.

2. 金属质荷比应用的理论依据

金属与酸发生的是氧化还原反应，金属失电子总数等于酸中的氢元素得电子总数，利用电子转移数将反应物和生成物间的计算连接起来.在特定的化学反应中，金属的质荷比是一个定值，所耗金属的质量与反应中转移的电子数成正比例关系.

1.不同金属分别与酸反应产生氢气

例1 镁、铝、铁三种金属分别与等体积、等浓度的盐酸反应，在同条件下产生等体积的氢气，则参加反应的金属( ).

A.失去电子的物质的量相等 B.质量比为12∶28∶9

C.质量相等 D.物质的量相等

分析Mg的质荷比：24/2=12； Al的质荷比：27/3=9；Fe的质荷比：56/2=28，即转移1mol电子消耗Mg、Al、Fe的质量分别为12g、9g、28g，显然答案为A.

2.金属混合物与酸反应产生氢气

若是金属混合物，质荷比可理解成平均质荷比.

例2 30g某金属混合物与足量H2SO4反应，在标准状况下生成22.4 L H2，则此混合物是( ).

A. Na和Ca B. Zn和K C. Na和Mg D. Mg和Al

3.金属单质参与的其他氧化还原反应

金属单质与酸的反应或金属单质参与的其他氧化还原反应，其本质都是金属失去电子，有关质荷比的应用均适用.但要注意：若有变价金属，则其质荷比要依据该金属在具体的化学反应环境中的化合价来确定，如Fe应是+2价还是+3价的情况.

例3 两种金属组成的合金50g与Cl2完全反应需要Cl2质量为71g，该合金的组成可能是( ).

A．K和Zn B.Ca和Cu C.Fe和Mg D.Na和Al

分析反应中Cl2得电子71g/35.5g/mol×2=2mol 则合金的平均质荷比50/2=25.

而K、Zn、Ca、Cu、Fe、Mg、Na、Al的质荷比分别为39、32.5、20、32、18.7、12、23、9.显然答案为B.

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部. 普通化学课程标准[M].北京:人民教育出版社,2007.