培優(yōu)提升3硝酸的強(qiáng)氧化性及硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算（學(xué)生版）高一化學(xué)培優(yōu)提升與單元評價(jià)（人教版2019）

培優(yōu)提升3硝酸的強(qiáng)氧化性及硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算【內(nèi)容導(dǎo)航】1．硝酸的強(qiáng)氧化性。2．硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算。一、硝酸的強(qiáng)氧化性1．硝酸氧化性的體現(xiàn)(1)濃硝酸與C在加熱條件下反應(yīng)，硝酸表現(xiàn)為強(qiáng)氧化性，由于稀硝酸不與C反應(yīng)，反應(yīng)后仍有過量稀硝酸。如：C＋4HNO3(濃)eq\o(===,\s\up7(△))2H2O＋4NO2↑＋CO2↑。(2)金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成H2，濃硝酸一般先被還原為NO2，濃度變稀后稀硝酸一般被還原為NO氣體，紅棕色逐漸變淡。(3)低價(jià)金屬氧化物或鹽與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，如FeO與稀硝酸反應(yīng)3FeO＋10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O，而不是發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成Fe(NO3)2。(4)酸性溶液中含有NOeq\o\al(－,3)或向含有NOeq\o\al(－,3)的硝酸鹽溶液中加入酸，溶液中(H＋＋NOeq\o\al(－,3)相當(dāng)于HNO3)具有強(qiáng)氧化性，能夠氧化強(qiáng)還原性離子Fe2＋、I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)等而不能大量共存。(5)硝酸與鐵反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物符合以下規(guī)律：Fe過量Fe不足Fe與HNO3兩者恰好完全反應(yīng)Fe(NO3)2Fe(NO3)3Fe(NO3)2或Fe(NO3)3或兩者混合物溫度越高，硝酸越濃，其氧化性越強(qiáng)；與硝酸反應(yīng)時(shí)，還原劑一般被氧化成最高價(jià)態(tài)。2．硝酸性質(zhì)的認(rèn)識誤區(qū)(1)硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，一般既表現(xiàn)強(qiáng)氧化性，又表現(xiàn)酸性（生成鹽），參加反應(yīng)的硝酸部分被還原，還有一部分仍以NOeq\o\al(－,3)形式存在。(2)濃硝酸與金屬反應(yīng)的過程中，濃度逐漸減小，還原產(chǎn)物有可能是NO2和NO的混合物。(3)在應(yīng)用硝酸的氧化性分析離子是否共存時(shí)，要注意溶液中H＋和NOeq\o\al(－,3)的組合，它們相當(dāng)于HNO3，能夠氧化具有強(qiáng)還原性的離子，而單純的NOeq\o\al(－,3)不能氧化這些離子。(4)硝酸的還原產(chǎn)物一般為HNO3(濃)→NO2，HNO3(稀)→NO；很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O、N2或NH4NO3。【即學(xué)即練1】在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入下列物質(zhì)：①FeCl3，②Fe2O3，③Cu(NO3)2，④KNO3，⑤NaCl，銅粉溶解的是()A．只有①② B．只有②④C．只有①②③ D．除⑤之外【即學(xué)即練2】往兩支分別裝有淺綠色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的試管中分別逐滴加入稀鹽酸時(shí)，溶液的顏色變化應(yīng)該是()A．前者基本沒有改變，后者變棕黃色B．前者變棕黃色，后者也變棕黃色C．前者變棕黃色，后者基本沒有改變D．前者、后者都基本沒有改變二、硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算1．常用的計(jì)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)＋2n[Cu(NO3)2]＋n(HNO3)剩。(2)電子守恒法反應(yīng)中失去電子的是參加反應(yīng)的Cu，Cu－2e－=Cu2＋；得到電子的是被還原的HNO3(假設(shè)還原產(chǎn)物為NO2、NO)，NOeq\o\al(－,3)＋e－=NO2、NOeq\o\al(－,3)＋3e－=NO。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(dāng)于銅失去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NOeq\o\al(－,3)(此類＋，陰離子只有NOeq\o\al(－,3)。則有：①若HNO3不過量：n(NOeq\o\al(－,3))＝2n(Cu2＋)；②若HNO3過量：n(NOeq\o\al(－,3))＝2n(Cu2＋)＋n(H＋)。(4)離子方程式計(jì)算法金屬與硫酸、硝酸的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NOeq\o\al(－,3)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(jì)算3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H＋或NOeq\o\al(－,3)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且要符合電荷守恒。2．常見兩種計(jì)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(jìn)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，NOeq\o\al(－,3)又被還原為NO。(2)稀硝酸與鐵反應(yīng)Fe(少量)＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(過量)＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①eq\f(nHNO3,nFe)≥4，產(chǎn)物為Fe(NO3)3；②eq\f(nHNO3,nFe)≤eq\f(8,3)，產(chǎn)物為Fe(NO3)2；③eq\f(8,3)<eq\f(nHNO3,nFe)<4，產(chǎn)物為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2?！炯磳W(xué)即練1】銅和鎂的合金4.6g完全溶于足量的硝酸后，再加入過量的NaOH溶液，生成9.7g沉淀，則合金與硝酸反應(yīng)時(shí)，放出的氣體可能是()A．0.2molNOB．0.2molNO2和0.05molN2O4C．0.1molN2OD．0.1molNO、0.1molNO2和0.1molN2O4【即學(xué)即練2】將0.1mol銅與40mL10mol·L－1HNO3充分反應(yīng)后，溶液中含amolH＋。由此可知()A．生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48LB．生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1.49LC．被還原的硝酸的物質(zhì)的量為(0.2－a)molD．反應(yīng)后溶液中所含NOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為0.2mol培優(yōu)提升練習(xí)3硝酸的強(qiáng)氧化性及硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算1．下列有關(guān)足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)的說法中錯(cuò)誤的是()A．HNO3是氧化劑，NO2和NO為還原產(chǎn)物B．在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每生成22.4L混合氣體(NO2、NO)，則被還原的硝酸為1molC．硝酸在反應(yīng)中既表現(xiàn)了強(qiáng)氧化性，又表現(xiàn)了酸性D．參加反應(yīng)的硝酸中，被還原和未被還原的硝酸的物質(zhì)的量之比一定是1∶12．下列圖像是表示鐵跟一定量硝酸反應(yīng)時(shí)，鐵和硝酸鐵之間物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系，其中正確的是()3．某100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol·L－1和0.1mol·L－1，向該混合液中加入1.92g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．0.15mol·L－1 B．0.225mol·L－1C．0.35mol·L－1 D．0.45mol·L－14．5molCu2S和足量稀HNO3反應(yīng)，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O。則參加反應(yīng)的硝酸中被還原的硝酸的物質(zhì)的量是()A．5mol B．1.5mol C．6mol D．1mol5．將Mg、Cu組成的mg混合物投入適量稀HNO3中恰好完全反應(yīng)，固體完全溶解時(shí)收集到0.896L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)NO氣體，向反應(yīng)后的溶液中加入60mL2mol·L－1的NaOH溶液時(shí)，金屬離子恰好沉淀完全，則形成的沉淀的質(zhì)量為()A．(m＋2.28)g B．(m＋2.04)gC．(m＋3.32)g D．(m＋4.34)g6．將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的一氧化氮和二氧化氮混合氣體共11.2L。請回答下列問題：(1)產(chǎn)生一氧化氮的體積為________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。(2)待反應(yīng)結(jié)束后，向溶液中加入VmLamol·L－1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________mol·L－1(不必化簡)。(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。7．某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對強(qiáng)弱，按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去)。實(shí)驗(yàn)表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸?？蛇x藥品：濃硝酸、3mol·L－1稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳。已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應(yīng)，能與NO2反應(yīng)。2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O。(1)實(shí)驗(yàn)應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中。裝置③④⑥中盛放的藥品依次是__________________________。(2)滴加濃硝酸之前的操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性，加入藥品，打開彈簧