資源簡介

(共18張PPT)
第三章 鐵 金屬材料
第二節 金屬材料
課時2 物質的量在化學方程式計算中的應用
課堂導入
經過之前的學習，我們知道易拉罐是由鋁合金制作而成的，下表是合金中一些元素的含量范圍，如果需要進行定性分析，你會怎么證明其中存在著Al和Fe兩種元素？
元素種類 Si Fe Cu Mn Cr Zn Ti Al
罐身/% 0.30 0.70 0.25 - - - - 其余
罐蓋/% 0.20 0.35 0.15 0.2-0.5 - 0.10 0.25 其余
拉環/% 0.20 0.35 0.15 0.2-0.5 0.10 0.25 0.10 其余
剪一塊易拉罐體，打磨后放入NaOH溶液中，若產生氣泡，則證明含有金屬Al；
另剪一塊易拉罐體，放入稀鹽酸中溶解，再加入H2O2溶液，再加入幾滴KSCN溶液，若變紅，則證明含有金屬Fe。
課堂學習
若是需要進行定量分析，確定罐體中Al的含量，需要測定哪些數據？
反應原理：
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
根據反應原理，需要測定的數據有剪下罐體的質量與產生的H2在標準情況下的體積。
例如：取經過打磨的罐體金屬2.8g，置于足量4.0mol/L的NaOH溶液中，至不再產生氣泡，收集到3360mL氣體(折算成標準狀況下)，試計算罐體合金中Al的含量。
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物質的量在化學方程式計算中的應用
例如：取經過打磨的罐體金屬2.8g，置于足量4.0mol/L的NaOH溶液中，至不再產生氣泡，收集到3360mL氣體(折算成標準狀況下)，試計算罐體合金中Al的含量。
n(H2) = V÷Vm = 3.36L÷22.4mol/L = 0.15mol
m(H2) = n×M = 0.15mol×2g/mol = 0.3g
m(Al) = 54×0.3g÷6 = 2.7g
ω(Al) = m(Al)÷m(總)×100% = 2.7g÷2.8g×100% = 96.4%
思路分析：可以根據氣體體積計算物質的量，根據物質的量計算出實際參與反應的H2的質量，利用質量之比計算Al的質量，再計算其質量分數。
是否存在其它的解決方法？
答：罐體合金中Al的含量為96.4%。
課堂學習
物質的量在化學方程式計算中的應用
利用下面方程式，尋找反應中各物質之間量的關系。
根據各物質之間量的關系我們能夠發現同一個化學方程式的化學質量數之比等于其物質的量之比，對于氣體而言，同溫同壓下各氣體的化學計量數之比也等于其體積之比。
根據這個結論，是否可以從物質的量的角度解決Al的含量問題？
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物質的量在化學方程式計算中的應用
例如：取經過打磨的罐體金屬2.8g，置于足量4.0mol/L的NaOH溶液中，至不再產生氣泡，收集到3360mL氣體(折算成標準狀況下)，試計算罐體合金中Al的含量。
n(H2) = V÷Vm = 3.36L÷22.4mol/L = 0.15mol
m(Al) = n×M = 0.1mol×27g/mol = 2.7g
ω(Al) = m(Al)÷m(總)×100% = 2.7g÷2.8g×100% = 96.4%
n(Al) = 2mol×0.15mol÷3mol = 0.1mol
你能從中總結出利用物質的量之比解決計算問題的基本步驟嗎？
答：罐體合金中Al的含量為96.4%。
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物質的量在化學方程式計算中的應用
利用物質的量之比解決化學計算問題的基本步驟：
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物質的量在化學方程式計算中的應用
使用同一種物理量之比進行計算，終究需要進行各種單位的換算，若是能直接利用不同物理量之間的關系解決問題，是否會簡便很多呢？
根據所列關系，32g的O2對應的物質的量為1mol，標準狀況下44.8L的CO2對應的物質的量為2mol，均符合化學反應方程式的計量關系，因此這種表示方法可行。
利用這種比例關系應該怎么解決Al的含量問題？
課堂學習
物質的量在化學方程式計算中的應用
例如：取經過打磨的罐體金屬2.8g，置于足量4.0mol/L的NaOH溶液中，至不再產生氣泡，收集到3360mL氣體(折算成標準狀況下)，試計算罐體合金中Al的含量。
m(Al) = 54g×3.36L÷67.2L = 2.7g
ω(Al) = m(Al)÷m(總)×100% = 2.7g÷2.8g×100% = 96.4%
能夠發現，利用不同物理量的比例關系解決問題是非常簡便的，這種方法有什么注意事項呢？
答：罐體合金中Al的含量為96.4%。
課堂學習
物質的量在化學方程式計算中的應用
根據化學方程式計算的注意事項：
課堂鞏固
現有1.15g金屬鈉與水反應，得到100mL溶液，試計算：
(1). 生成的氣體在標準狀況下的體積；
(2). 反應后所得溶液的物質的量濃度。
答：
(1). 生成的氣體在標準狀況下的體積為0.56L；
(2). 反應后所得溶液的物質的量濃度為0.5mol/L。
課堂鞏固
將10.2g的Al2O3與100mL 1mol/L的NaOH溶液反應，求產物Na[Al(OH)4]的濃度(忽略溶液體積變化)。
答：產物Na[Al(OH)4]的濃度為1mol/L。
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物質的量在化學方程式計算中的應用
當已知量和未知量之間依靠多個反應聯系時，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關系，即“關系式”，然后將“關系式”當作化學反應方程式使用，一步計算求出未知量。
(1). 根據化學方程式確定關系式
根據化學方程式確定關系式時，首先要寫出化學方程式，然后要找出方程式變化中的“中間量”，通過“中間量”找出“已知量”和“未知量”之間的物質的量的關系，如由硫黃制取H2SO4的三步反應能夠得到S和H2SO4之間的關系：
S + O2 = SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4
(2). 根據原子守恒確定關系式
上述例子也可以直接通過S原子守恒直接得出關系式。
課堂學習
物質的量在化學方程式計算中的應用
如需解決兩種物質的混合物計算，一般讀題時能找到兩個已知量時，均可以利用二元一次方程組進行求算未知量。
如CO、CO2的混合氣體質量共16.0g，標準狀況下體積為8.96L，題中給了質量與物質的量兩個關系，便可以列出如下關系式：
n(CO) + n(CO2) = 8.96L/22.4L/mol
28g/mol×n(CO) + 44g/mol×n(CO2) = 16.0g
從而解得n(CO) = 0.1mol n(CO2) = 0.3mol。
課堂鞏固
已知實驗室制取氯氣的化學方程式為MnO2 + 4HCl(濃) = MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O，用8.7g二氧化錳與足量的濃鹽酸混合加熱，充分反應，計算：
(1)消耗濃鹽酸中溶質的物質的量為__________。
(2)產生的Cl2在標準狀況下的體積為________。
(3)將反應后的溶液加水稀釋至400mL，則此溶液中MnCl2的物質的量濃度是_____________。
0.4mol
2.24L
0.25mol·L-1
在室溫下，向100mL的CuSO4飽和溶液中加入足量的經硫酸酸化的KI溶液，發生反應：2Cu2+ + 4I- = 2CuI↓ + I2，反應完全后，用0.625 mol·L-1的Na2S2O3溶液進行測定： I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-，消耗了20mL Na2S2O3溶液，原飽和溶液中CuSO4的物質的量濃度為________________。
0.125mol·L-1
課堂鞏固
把鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入110mL的4mol·L-1鹽酸中，充分反應后產生896mL的H2(標準狀況)，殘留固體1.28g，過濾，濾液中無Cu2+，將濾液加水稀釋到200mL，測得其中c(H+)=0.4 mol·L-1。
請回答下列問題：
(1)殘留固體1.28g為_____(填化學式)；
(2)原混合物粉末中，m(CuO)=____ g；
(3)濾液稀釋到200mL后，c(Fe2＋)=______ mol·L-1。
(4)稀釋后，加入足量的硝酸銀，產生沉淀的物質的量n(AgCl)=_____ mol。
(5)原混合物總質量為m(總)=_____ g。
Cu
1.6
0.9
0.44
13.6
課堂小結
謝謝觀看
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