平均摩尔电子质量应用 ： 氧化还原反应发生时必然伴随着电子转移,在做与氧化还原反应相关的混合物计算时使用平均摩尔电子质量法,可以快速理清思路、简化过程,非常实用。 一、平均摩尔电子质量法的解题原理 摩尔电子质量(下文用Me-表示),是指在氧化还原反应中每转移1mol电子时对应的某种反应物(或产物)的质量。根据定义可以推知： 摩尔电子质量(g/mol e-) == 物质的质量(g) / 转移电子物质的量(mol e-) 对于金属来说,其摩尔电子质量在数值上也等于其相对原子质量除以化合价。如：金属镁、铁、锌、钠、铝等跟稀酸反应生成氢气时,摩尔电子质量分别为12、28、32。5、23、9g/mol e-；铜、铁、铝等在跟Cl2、HNO3等反应生成相应的盐时,摩尔电子质量分别为32、56/3、9g/mol e-。 显然,在氧化还原反应中,每一种含变价元素的物质都有一个Me-值。如果是同类物质所组成的混合物,则有一个平均摩尔电子质量(Me-)。利用平均摩尔电子质量法,根据平均值原理可以快速判断某些混合物的组成；若是双组分体系,还可利用十字交叉法计算出两组分的比例。 二、平均摩尔电子质量法的应用 1,直接判定单一物质的成份 例1：(2001全国理综试题)用足量的CO还原32。0g某种氧化物,将生成的气体通入足量澄清石灰水中,得到60g沉淀,则该氧化物是( )。 (A) FeO (B) Fe2O3 (C) CuO (D) Cu2O 解析：由CO----CO2----CaCO3可以推知,32 g 氧化物被还原时共得电子2 e-×60g/100g/mol=1。2mol。题中氧化物的 Me- = 32g /1。2mol e- = 80/3 g/mol e-。而四个选项物质的Me-分别为36、80/3、40 g/mol e-、72 g/mol e-。故此氧化物为Fe2O3。选(B)。 练习1：某金属0。100g与足量的水反应时生成0。005gH2,这种金属是( )。 (A) Na (B) K (C) Ca (D) Rb 2,判断同类混合物的组成 例2：(1998年全国高考)由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10克,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11。2升,则混和物中一定含有的金属是 (A) 锌 (B) 铁 (C) 铝 (D) 镁 解析：锌铁铝镁的Me-分别为32。5、28、9、12g/mol e-。而题中混合金属的Me-=10g/(2× 11。2L/22。4L/mol)=10g/mol e-。根据平均值原理,混合金属一定含有铝。选(C)。 例3：两种金属的混合物3。4g,与足量盐酸反应时放出H2 2。24 L（标准状况）,这两种金属可能是（ ）。 (A) Zn和Fe (B) Mg和Al (C) Al和Fe (D) Zn和Cu 解析：锌铁镁铝的Me分别为32。5、28、12、9g/mol e-,铜与盐酸不反应,可认为其Me-无穷大。混合金属的Me-=3。4g/(2× 2。24L/22。4L/mol)=17g/mol e-。根据平均值原理,混合金属只可能是铝和铁。选(C)。 例4：用足量的CO还原0。6g铁的氧化物,将生成的CO2通如过量的澄清的石灰水中,得1g沉淀,则此氧化物的组成不可能为（ ）。 (A) FeO、Fe2O3和Fe3O4 (B) FeO和Fe2O3 (C) FeO和Fe3O4 (D) Fe2O3和Fe3O4 解析：在FeO、Fe2O3和Fe3O4被CO还原为单质Fe的反应中,三者的Me-分别为36、80/3、29 g/mol e-。而题中铁的氧化物的 Me- = 0。6g / (2×1g/100g/mol) = 30 g/mol e-(由CO----CO2----CaCO3可以推知,0。6 g 混合物被还原时共得电子2×1g/100g/mol=0。02mol)。根据平均值原理,此氧化物不可能由Fe2O3和Fe3O4组成。选(D)。 练习2：两种金属组成的混合物5。0 g与Cl2完全反应,消耗Cl2 2。24 L（标准状况）,则混合物可能的组成为（ ）。 (A) Cu和Zn (B) Mg和Al (C) Fe和Mg (D) Ca和Cu 3,计算双组分混合物的比例 通过混合物的平均摩尔电子质量,还可用十字交叉法计算双组分混合物的比例。此时应注意：十字交叉计算所得比例是转移电子的物质的量之比,两组分的物质的量之比可由两组分所提供电子的比例转化推知。 例5：K、Na合金3。1g溶于足量水中,生成H21。12 L（标准状况）,则原合金中K与Na的物质的量之比为（ ）。 (A) 1:1 (B) 1:2 (C) 2:1 (D) 2:3 解析：混合金属Me-=3。1g/(2×1。12L/22。4L/mol)=31g/mol e-,而Me- (Na)=23g/mol e-,Me- (K)=39g/mol e-,用十字交叉法,得： Na 23 8 31 K 39 8 故Na、K所失去的电子物质的量之比 = 8:8 = 1:1,因两者皆为一价金属,故Na、K物质的量之比也为1:1。 例6：将7。8gMg和Al的混合物投入足量稀硫酸中,产生了8。96LH2（标准状况）,求原混合物中Mg、Al的物质的量之比为多少? 解析：题中混合金属的Me=7。8g/(2×8。96L/22。4L/mol)=39/4 g/mol e-,而Me- (Mg)=12 g/mol e-,Me- (Al)=9g/mol e-,用十字交叉法,得： Mg 12 3/4 39/4 Al 9 9/4 故Mg、Al所失去的电子物质的量之比 = (3/4) : (9/4) = 1 :3,因在反应中Mg原子失2e-,Al失3e-,故Mg、Al物质的量之比 = (1/2 / 3/3) = 1 : 2 。 例7：用足量的CO还原0。6 g FeO和Fe3O4 的混合物,将生成的CO2通入过量的澄清石灰水中,经过滤、干燥后得1。0 g沉淀,求FeO与Fe3O4 物质的量之比。 解析：混合物的Me- = 0。6g/(2×1g/100g/mol) = 30 g/mol e-,而FeO和Fe3O4 的Me-分别为36、29g/mol e-。用十字交叉法,得： FeO 36 1 30 Fe3O4 29 6 故FeO、Fe3O4所得到的电子物质的量之比 = 1 :6,因在反应中一个FeO得到 2e-,一个Fe3O4得到 8e-,故FeO和Fe3O4 的物质的量之比 = (1/2) : (6/8) = 2 : 3 。 练习3：14gMg与Fe的混合物与足量稀硫酸反应,产生H211。2L（标准状况）,求原混合物中Mg与Fe的物质的量之比。 练习答案：1,C；2,D；1:7。
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平均摩尔电子质量
氧化还原反应发生时必然伴随着电子转移，在做与氧化还原反应相关的混合物计算时使用平均摩尔电子质量法，可以快速理清思路、简化过程，非常实用。
平均摩尔电子质量法的解题原理
摩尔电子质量(下文用Me-表示)，是指在氧化还原反应中每转移1mol电子时对应的某种反应物(或产物)的质量，单位为g/mol e-。根据定义可以推知：
摩尔电子质量(g/mol e-) == 物质的质量(g) / 转移电子物质的量(mol e-)
对于金属来说，其摩尔电子质量在数值上也等于其相对原子质量除以化合价。如：金属镁、铁、锌、钠、铝等跟稀酸反应生成氢气时，摩尔电子质量分别为12、28、32.5、23、9g/mol e-；铜、铁、铝等在跟Cl2、HNO3等反应生成相应的盐时，摩尔电子质量分别为32、56/3、9g/mol e-。
显然，在氧化还原反应中，每一种含变价元素的物质都有一个Me-值。如果是同类物质所组成的混合物，则有一个平均摩尔电子质量(Me-)。利用平均摩尔电子质量法，根据平均值原理可以快速判断某些混合物的组成；若是双组分体系，还可利用十字交叉法计算出两组分的比例。下载本文
