内容正文:
专题 关于硝酸与金属反应的计算方法
1.得失电子守恒法
硝酸与金属反应属于氧化还原反应,氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。
如果金属被HNO3溶解后,产生的NOx气体(NO2、NO)与O2充分混合后又用H2O恰好完全吸收,则金属失去的电子数等于消耗的O2得到的电子数。
2.原子守恒法
硝酸与金属反应时,HNO3中的NO的形式存在,另一部分转化为还原产物,这两部分中N的物质的量之和与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。一部分仍以NO
3.利用离子方程式计算
硝酸与硫酸混合液跟金属的反应,当金属足量时,不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算,应用离子方程式计算,因为生成的硝酸盐中的NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。[来源:Z,xx,k.Com]与硫酸电离出的H+仍能继续与金属反应,如3Cu+8H++2NO
4.如果金属被HNO3溶解后,再向溶液中滴加NaOH溶液使金属阳离子恰好完全沉淀,则金属失去电子的物质的量等于HNO3得到电子的物质的量,也等于生成氢氧化物时消耗的OH-的物质的量,因此,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-)=m(金属)+n(e-)×17 g·mol-1[因为MM(OH)n]。Mn+,Mn+
例1 38.4 mg Cu与适量的浓硝酸反应,Cu全部反应后,共收集到22.4 mL(标准状况下)气体。反应消耗的HNO3的物质的量可能是( )
A.1.0×10-3 mol B.1.6×10-3 mol
C.2.2×10-3 mol D.2.4×10-3 mol
[解析] Cu跟浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。随着反应的进行,浓硝酸会逐渐变成稀硝酸,反应则变为3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
方法一:极端假设法[来源:学+科+网]
n(Cu)==6.0×10-4 mol
若38.4 mg Cu全部与浓硝酸反应,则可求得参加反应的硝酸的物质的量为6.0×10-4 mol×4 =2.4×10-3 mol,产生的NO2标准状况下的体积为6.0×10-4 mol×2×22.4 L·mol-1×103=26.88 mL;若38.4 mg Cu全部与稀硝酸反应,则可求得参加反应的硝酸的物质的量为6.0×10-4 mol××22.4 L·mol-1×103=8.96 mL。事实上Cu应先与浓硝酸反应,浓硝酸变稀后,又与稀硝酸反应,所以消耗的硝酸的物质的量应在1.6×10-3 mol和2.4×10-3 mol之间。观察选项可知应选C。=1.6×10-3 mol,产生的NO标准状况下的体积为6.0×10-4 mol×
方法二:物料守恒法
参加反应的硝酸一部分作酸,一部分作氧化剂被还原(其中一部分被还原为NO2,另一部分被还原为NO),故n(HNO3)=n[HNO3(作酸)]+n[HNO3(作氧化剂)]=2n[Cu(NO3)2]+n(NO2)+n(NO)=2×=2.2×10-3 mol。+
[答案] C
例2 足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )[来源:学+科+网]
A.60 mL B.45 mL
C.30 mL D.15 mL[来源:Z|xx|k.Com]
[解析] 由题意分析反应过程中的转化关系:
HNO3HNO3NO2、NO
由此可知Cu失去的电子全部转移给了O,2Cu=0.06 L=60 mL。=0.15 mol。根据Cu2+~2NaOH得n(NaOH)=2n(Cu),故V(NaOH)=O2,则n(Cu)=2n(O2)=
[答案] A[来源:学科网ZXXK]
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章末总结
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专题 关于硝