質荷比在解答金屬元素計算題中的妙用

祁愛儒

(甘肅省會寧縣第四中學 730799)

在高中化學中，常見金屬與酸反應的計算問題是學生必須具備的一種能力，但學生在實際學習過成中卻難以準確的駕馭.本文介紹一種解答此類問題的有效方法——質荷比法，可以實現將問題化難為易、又繁變簡，從而實現高效率解答題的目的.

一、對金屬質荷比的理解

1.概念

金屬摩爾質量與其所帶電荷(即化合價)的比值.也就是說，在金屬與酸反應中，每轉移1mol電子所需該金屬的質量，即金屬在反應中的質荷比=M/n.

2. 金屬質荷比應用的理論依據

金屬與酸發生的是氧化還原反應，金屬失電子總數等于酸中的氫元素得電子總數，利用電子轉移數將反應物和生成物間的計算連接起來.在特定的化學反應中，金屬的質荷比是一個定值，所耗金屬的質量與反應中轉移的電子數成正比例關系.

二、金屬質荷比在解題中的妙用

1.不同金屬分別與酸反應產生氫氣

例1 鎂、鋁、鐵三種金屬分別與等體積、等濃度的鹽酸反應，在同條件下產生等體積的氫氣，則參加反應的金屬( ).

A.失去電子的物質的量相等 B.質量比為12∶28∶9

C.質量相等 D.物質的量相等

分析Mg的質荷比：24/2=12； Al的質荷比：27/3=9；Fe的質荷比：56/2=28，即轉移1mol電子消耗Mg、Al、Fe的質量分別為12g、9g、28g，顯然答案為A.

2.金屬混合物與酸反應產生氫氣

若是金屬混合物，質荷比可理解成平均質荷比.

例2 30g某金屬混合物與足量H2SO4反應，在標準狀況下生成22.4 L H2，則此混合物是( ).

A. Na和Ca B. Zn和K C. Na和Mg D. Mg和Al

3.金屬單質參與的其他氧化還原反應

金屬單質與酸的反應或金屬單質參與的其他氧化還原反應，其本質都是金屬失去電子，有關質荷比的應用均適用.但要注意：若有變價金屬，則其質荷比要依據該金屬在具體的化學反應環境中的化合價來確定，如Fe應是+2價還是+3價的情況.

例3 兩種金屬組成的合金50g與Cl2完全反應需要Cl2質量為71g，該合金的組成可能是( ).

A．K和Zn B.Ca和Cu C.Fe和Mg D.Na和Al

分析反應中Cl2得電子71g/35.5g/mol×2=2mol 則合金的平均質荷比50/2=25.

而K、Zn、Ca、Cu、Fe、Mg、Na、Al的質荷比分別為39、32.5、20、32、18.7、12、23、9.顯然答案為B.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部. 普通化學課程標準[M].北京:人民教育出版社,2007.