第五章 微专题三 硝酸与金属反应的相关计算_第1页
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文档简介

1、微专题三硝酸与金属反应的相关计算1.思维模型2.计算方法(以Cu与硝酸反应为例)(1)原子守恒法:反应前所有的N只存在于HNO3中,反应后含N的物质有HNO3的还原产物(假设有NO2、NO)和Cu(NO3)2,若HNO3过量,则过量HNO3中也含N,则有n(N)n(NO2)n(NO)2nCu(NO3)2n(HNO3)剩。(2)得失电子守恒法:反应中失去电子的是参加反应的Cu,Cu2eCu2;得到电子的是被还原的HNO3(假设还原产物为NO2、NO), eNO2、 3eNO。根据得失电子守恒,则有2n(Cu)n(NO2)3n(NO)。若将生成的氮的氧化物气体与一定量的氧气共同通入水中,氮的氧化物

2、完全生成硝酸,由于开始反应物为硝酸,中间生成了氮的氧化物,但最终又变回了硝酸,所以相当于铜失的电子最终由氧气得到,则有2n(Cu)n(O2)。(3)电荷守恒法:在Cu与HNO3反应后的溶液中,若HNO3不过量,阳离子只有Cu2,阴离子只有 (此类计算不考虑H2O电离出的极少量的H、OH);若HNO3过量,溶液中的阳离子有Cu2和H,阴离子只有 。则有若HNO3不过量:n( )2n(Cu2);若HNO3过量:n( )2n(Cu2)n(H)。(4)离子方程式计算法:金属与硫酸、硝酸的混合酸反应时,由于硝酸盐中 在硫酸提供H的条件下能继续与金属反应,故此类题目应用离子方程式来计算3Cu8H2 =3C

3、u22NO4H2O。先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H或 进行相关计算,且要符合电荷守恒。3.常见两种计算(1)硝酸与铜反应浓硝酸与足量的铜反应,开始浓硝酸被还原为NO2,随着反应的进行,浓硝酸变稀,稀硝酸被还原为NO,向反应后的溶液中加稀硫酸, 又被还原为NO。(2)稀硝酸与铁反应Fe(少量)4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O;3Fe(过量)8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O。1.将3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 molL1的HNO3充分反应,还原产物有NO和NO2,若反应后溶液中有a mol H,则此时溶液中含 的物质的量为A.0.5a mol

4、 B.(0.1a) molC.0.1a mol D.2a mol跟踪训练12345672.将14 g铜银合金与足量的硝酸反应,放出的气体与标准状况下体积为1.12 L的O2混合后再通入水中,恰好全部吸收,则合金中铜的质量为A.4.8 g B.3.2 g C.6.4 g D.10.8 g12345解析分析整个过程,金属提供的电子等于氧气获得的电子,标准状况下,n(O2) 0.05 mol,设Cu、Ag的物质的量分别为x、y,则根据质量列方程:x64 gmol1y108 gmol114 g,根据得失电子守恒列方程:2xy0.05 mol40.2 mol,解得x0.05 mol;y0.1 mol,m

5、(Cu)0.05 mol64 gmol13.2 g。673.将19.5 g锌粉与一定量的浓硝酸反应生成硝酸盐、水及气体,当锌粉完全反应时收集到11.2 L NO、NO2混合气(标准状况下),则所消耗硝酸的物质的量是A.1.2 mol B.1.1 molC.0.9 mol D.0.8 mol123456712345674.铜和镁的合金4.6 g完全溶于足量的硝酸后,再加入过量的NaOH溶液,生成9.7 g沉淀,则合金与硝酸反应时,放出的气体可能是A.0.2 mol NOB.0.2 mol NO2和0.05 mol N2O4C.0.1 mol N2OD.0.1 mol NO、0.1 mol NO2

6、和0.1 mol N2O41234567123455.下列图像是表示铁跟一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系,其中正确的是12345676.某100 mL混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4 molL1和0.1 molL1,向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中Cu2的物质的量浓度(忽略体积变化)为A.0.15 molL1 B.0.225 molL1C.0.35 molL1 D.0.45 molL11234567123456712345677.将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生标准状况下的一氧化

7、氮和二氧化氮混合气体共11.2 L。请回答下列问题:(1)产生一氧化氮的体积为_L(标准状况下)。123455.824解析该过程发生两个反应:3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。设生成的NO和NO2的物质的量分别为x、y,则xy0.5 mol,1.5x0.5y0.51 mol,解得x0.26 mol,y0.24 mol,故标准状况下V(NO)0.26 mol22.4 Lmol15.824 L。67(2)待反应结束后,向溶液中加入V mL a molL1的氢氧化钠溶液,恰好使溶液中的Cu2全部转化为沉淀,则原硝酸的浓度为_molL1(不必化简)。1234567(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在氢氧化钠溶液中全部转化为硝酸钠,至少需要氧气_mol。123450.255解析通入氧气的目的是将0.26

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