第五章 微專題三 硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計算

1、微專題三硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計算1.思維模型2.計算方法(以Cu與硝酸反應(yīng)為例)(1)原子守恒法：反應(yīng)前所有的N只存在于HNO3中，反應(yīng)后含N的物質(zhì)有HNO3的還原產(chǎn)物(假設(shè)有NO2、NO)和Cu(NO3)2，若HNO3過量，則過量HNO3中也含N，則有n(N)n(NO2)n(NO)2nCu(NO3)2n(HNO3)剩。(2)得失電子守恒法：反應(yīng)中失去電子的是參加反應(yīng)的Cu，Cu2eCu2；得到電子的是被還原的HNO3(假設(shè)還原產(chǎn)物為NO2、NO)， eNO2、 3eNO。根據(jù)得失電子守恒，則有2n(Cu)n(NO2)3n(NO)。若將生成的氮的氧化物氣體與一定量的氧氣共同通入水中，氮的氧化物

2、完全生成硝酸，由于開始反應(yīng)物為硝酸，中間生成了氮的氧化物，但最終又變回了硝酸，所以相當于銅失的電子最終由氧氣得到，則有2n(Cu)n(O2)。(3)電荷守恒法：在Cu與HNO3反應(yīng)后的溶液中，若HNO3不過量，陽離子只有Cu2，陰離子只有 (此類計算不考慮H2O電離出的極少量的H、OH)；若HNO3過量，溶液中的陽離子有Cu2和H，陰離子只有 。則有若HNO3不過量：n( )2n(Cu2)；若HNO3過量：n( )2n(Cu2)n(H)。(4)離子方程式計算法：金屬與硫酸、硝酸的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中 在硫酸提供H的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，故此類題目應(yīng)用離子方程式來計算3Cu8H2 =3C

3、u22NO4H2O。先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H或 進行相關(guān)計算，且要符合電荷守恒。3.常見兩種計算(1)硝酸與銅反應(yīng)濃硝酸與足量的銅反應(yīng)，開始濃硝酸被還原為NO2，隨著反應(yīng)的進行，濃硝酸變稀，稀硝酸被還原為NO，向反應(yīng)后的溶液中加稀硫酸， 又被還原為NO。(2)稀硝酸與鐵反應(yīng)Fe(少量)4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O；3Fe(過量)8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O。1.將3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 molL1的HNO3充分反應(yīng)，還原產(chǎn)物有NO和NO2，若反應(yīng)后溶液中有a mol H，則此時溶液中含 的物質(zhì)的量為A.0.5a mol

4、 B.(0.1a) molC.0.1a mol D.2a mol跟蹤訓(xùn)練12345672.將14 g銅銀合金與足量的硝酸反應(yīng)，放出的氣體與標準狀況下體積為1.12 L的O2混合后再通入水中，恰好全部吸收，則合金中銅的質(zhì)量為A.4.8 g B.3.2 g C.6.4 g D.10.8 g12345解析分析整個過程，金屬提供的電子等于氧氣獲得的電子，標準狀況下，n(O2) 0.05 mol，設(shè)Cu、Ag的物質(zhì)的量分別為x、y，則根據(jù)質(zhì)量列方程：x64 gmol1y108 gmol114 g，根據(jù)得失電子守恒列方程：2xy0.05 mol40.2 mol，解得x0.05 mol；y0.1 mol，m

5、(Cu)0.05 mol64 gmol13.2 g。673.將19.5 g鋅粉與一定量的濃硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽、水及氣體，當鋅粉完全反應(yīng)時收集到11.2 L NO、NO2混合氣(標準狀況下)，則所消耗硝酸的物質(zhì)的量是A.1.2 mol B.1.1 molC.0.9 mol D.0.8 mol123456712345674.銅和鎂的合金4.6 g完全溶于足量的硝酸后，再加入過量的NaOH溶液，生成9.7 g沉淀，則合金與硝酸反應(yīng)時，放出的氣體可能是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.下列圖像是表示鐵跟一定量硝酸反應(yīng)時，鐵和硝酸鐵之間物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系，其中正確的是12345676.某100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4 molL1和0.1 molL1，向該混合液中加入1.92 g銅粉，加熱，待充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2的物質(zhì)的量濃度(忽略體積變化)為A.0.15 molL1 B.0.225 molL1C.0.35 molL1 D.0.45 molL11234567123456712345677.將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生標準狀況下的一氧化

7、氮和二氧化氮混合氣體共11.2 L。請回答下列問題：(1)產(chǎn)生一氧化氮的體積為_L(標準狀況下)。123455.824解析該過程發(fā)生兩個反應(yīng)：3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O。設(shè)生成的NO和NO2的物質(zhì)的量分別為x、y，則xy0.5 mol,1.5x0.5y0.51 mol，解得x0.26 mol，y0.24 mol，故標準狀況下V(NO)0.26 mol22.4 Lmol15.824 L。67(2)待反應(yīng)結(jié)束后，向溶液中加入V mL a molL1的氫氧化鈉溶液，恰好使溶液中的Cu2全部轉(zhuǎn)化為沉淀，則原硝酸的濃度為_molL1(不必化簡)。1234567(3)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在氫氧化鈉溶液中全部轉(zhuǎn)化為硝酸鈉，至少需要氧氣_mol。123450.255解析通入氧氣的目的是將0.26