專題輔導：巧解有關金屬的計算題(2)

　　二、電荷守恒

　　例1．某些化學試劑可用于凈水。水處理中使用一種無機高分子，化學式為[Al2(OH)n Clm·yHO]x,式中m等于(  )

　　A．3-n    B.6-n    C.6+n      D.3+n

　　解析：由電荷守恒有：3n(Al³⁺)=n（OH^-）+m（Cl^-）

　　即3×2=n+m           m =6-n

　　例2.非整數比化合物Fe0. 95O具有 NaCl 晶體結構，由于n(Fe):n(O)<1,

　　所以晶體結構存在缺陷，在Fe0. 95O中，+3價的Fe占總鐵量的（   ）。

　　A.10.0%     B. 85.0%    C. 10.5%      D.  89.50%

　　解析：設+3價鐵為x mol,依電荷守恒有：3n(Fe3+) + 2n(Fe2+) = 2n(O^2-)

　　即：3x + 2（0.95-x）= 2×1   x=0.1

　　+3價的Fe占總鐵量的0.1/0.95×100% = 10.5%

　　例3.將 K₂SO₄ 和 Al₂(SO₄)₃ 和 KAl(SO₄)₂ 三種溶液混合，加H₂SO₄酸化。測得c(SO₄^2-)=0.105 mol/L,

　　c(Al³⁺)=0.055 mol,pH=2.0(假設 H₂SO₄ 完全電離為 H+ 和SO₄^2-),則c（K+）為(  )。

　　A. 0.045 mol/L    B. 0.035  mol/L   C.  0.055  mol/L   D.  0.040   mol/L

　　解析：因pH=2.0 所以c（H+）= 0.01 mol/L,c（OH-）很小，忽略不計。根據電荷守恒有：c(K+）+ 3c(Al³⁺)+c（H+）= 2c(SO₄^2-)  解之：c(K⁺）=0.035 mol/L

　　例4.現有 K₂SO₄ 和 Al₂(SO₄)₃ 和 KAl(SO₄)₂ 的混合溶液，其中n(SO₄^2-)=2 mol,向混合溶液逐滴加入KOH，使生成的沉淀剛好完全溶解時，消耗2 mol KOH 溶液，求原溶液中的 K+ 的物質的量？

　　解析：生成的沉淀剛好完全溶解時，消耗2 mol KOH 溶液，由反應

　　Al³⁺ + 4OH^- = AlO^2- + 2H₂O   n(Al³⁺)=n(OH^-)/4=0.5 mol

　　設原溶液中的K+的物質的量為n(K⁺原），由電荷守恒，對原溶液有

　　n(K⁺原）+ 3n(Al³⁺) = 2n(SO₄^2-)①

　　加入2 mol KOH溶液后，由電荷守恒有：

　　n(K⁺原）+ n(K⁺加入）= n(AlO^2-) + 2n(SO₄^2-)②

　　由Al元素守恒有：n(Al³⁺) = n(AlO^2-) ③

　　聯立①②③解得：n(K+原）=2.5 mol