第5章 微专题突破3 金属与硝酸反应的相关计算(课件PPT)-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中化学必修第二册（人教版2019）

化工生产中的重要非金属元素 第五章　 课后 限时作业 课末 随堂演练 微专题突破3 金属与硝酸反应的相关计算 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 课末 随堂演练 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 　 化学 必修 第二册 课后 限时作业 　 化学 必修 第二册 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 【例题】 200 mL HNO3和H2SO4的混合溶液中，已知：c(H2SO4)＋c(HNO3)＝5.0 mol·L－1。则理论上最多能溶解铜的量为(　　) A．0.6 mol B．19.2 g C．1.5 mol D．51.2 g 答案　A 解析　由题可知，硝酸为稀溶液，则发生反应3Cu＋8H＋＋2NOeq \o\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，当氢离子与硝酸根恰好完全反应时，能溶解铜的量最多，即n(H＋)∶n(NOeq \o\al(－,3))＝4∶1，设混合溶液中硫酸物质的量为x mol，则硝酸物质的量为(1－x) mol，则(2x＋1－x)∶(1－x)＝4∶1，解得x＝0.6 mol，根据化学方程式中的计量关系得，溶解铜的物质的量为0.6 mol，A项正确。 1．金属与硝酸反应的思维模型 (1)硝酸与铜反应 浓硝酸与足量的铜反应，开始时浓硝酸被还原为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，剩余的NOeq \o\al(－,3)可继续被还原为NO。 (2)稀硝酸与铁反应 Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O 3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ①eq \f(nHNO3,nFe)≥4，产物为Fe(NO3)3。 ②eq \f(nHNO3,nFe)≤eq \f(8,3)，产物为Fe(NO3)2。 ③eq \f(8,3)<eq \f(nHNO3,nFe)<4，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。 2．守恒思想在计算中的应用 (1)原子守恒法：硝酸与金属反应时，一部分硝酸起酸的作用，以NOeq \o\al(－,3)的形式存在于溶液中，另一部分硝酸作为氧化剂转化为还原产物NOx，NOeq \o\al(－,3)和NOx中氮原子的总物质的量等于反应消耗的硝酸中氮原子的物质的量。 (2)得失电子守恒法：硝酸与金属的反应属于氧化还原反应，硝酸中氮原子得到电子的物质的量等于金属失去电子的物质的量。 (3)电荷守恒法：硝酸过量时，反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NOeq \o\al(－,3))＝c(H＋)＋xc(Mx＋)(Mx＋代表金属离子)。 (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NOeq \o\al(－,3)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。先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NOeq \o\al(－,3)进行相关计算，且要符合电荷守恒。 1．50 mL 14.0 mol·L－1浓硝酸中加入足量铜，充分反应后共收集到4.48 L(已换算成标准状况)NO和NO2混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化)，则参加反应的铜的质量为(　　) A．6.4 g B．12.8 g C．16.0 g D．19.2 g 解析 Cu足量，硝酸完全反应，生成Cu(NO3)2、NO、NO2和H2O。n(NHO3)＝0.05 L×14.0 mol· L－1＝0.7 mol，n(气体)＝eq \f(4.48 L,22.4 L/mol)＝0.2 mol。由氮原子守恒可知，0.7 mol＝n[Cu(NO3)2]×2＋0.2 mol，解得n[Cu(NO3)2]＝0.25