5.2.5 定量视角审视硝酸与金属的反应（课件）-2022-2023学年高一化学人教版2019必修二

5.2.5 定量视角审视硝酸与金属的反应 学到了什么？ 硝酸 首先，它是一种强酸 此外，它是一种强氧化性酸 有得必有失 得遇到还原性物质 没有还原性物质， 它就老实地表现酸的通性 最后，它还是一种不稳定酸 保存时需要我们倍加呵护 灵魂拷问： 硝酸与金属的计算问题难在哪里？ 【引例】 1.92 g Cu在200 mL硝酸恰好完全反应，生成NO2和NO的混合气体共1.12 L。求： （1）NO的体积是多少？ （2）原硝酸的浓度是多少？ Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑+2H2O 3Cu+4HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑+4H2O 生成NO2和NO的硝酸浓度转折点是多少？ 没有！ 并非突变，而是渐变 金属和硝酸反应的复杂性在于无法确定还原产物何时由NO2切换为NO，因此很难用用化学方程式直接计算，需要将“守恒”用到淋漓尽致。 守恒 得失电子守恒 原子守恒 失电子： 金属单质 得电子： 落实 ① 1mol 金属失去电子的物质的量 ② 参与反应金属的物质的量 ③ 实际失去电子的物质的量 “正比例” 硝酸中氮原子 变成 NO2和NO 二组分体系，各组分量未知。怎么办？ 设出NO、NO2的物质的量 能否表示得电子总量？ 3x+y 金属单质 失电子 金属阳离子 平衡电荷 NO3- 有什么守恒关系？ HNO3 得电子 NO和NO2 硝酸在反应中还有其他角色吗？ 参加反应的硝酸的总物质的量多少，能表示了吗？ 练习1：物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是(　　) A.1∶4 B.1∶5 C.2∶3 D.2∶5 练习2：1.92 g Cu投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体的颜色越来越浅,共收集到 672 mL 的气体(标准状况下)，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为(　　)mL A．168 B．224 C． 336 D．504 练习3：将11.9 g由Mg、Al、Fe组成的合金投入足量的NaOH溶液中，合金质量减少了2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了6.72 L NO(标准状况下)，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg2+、Al3+、Fe3+完全转化为沉淀，则沉淀的质量为(　　) A．22.1 g B．27.2 g C．30 g D．无法计算 因为金属先与硝酸、再与碱反应： m(沉淀）=m(金属）+m(OH-） n(OH-）=n(转移的e-）[可由NOx求得] 所以m(沉淀）=11.9g+0.3mol×3×17g/mol =27.2g 另一个焦点：金属在稀硝酸、稀硫酸混合溶液中反应 【引例】向1L 0.1mol/L的HNO3和0.4mol/L的H2SO4的混合液中加入足量的铜粉，最多能溶解铜粉的质量为 ( ) 　 A.2.4g B.3.2g　C.6.4g D.9.6g 只要H+和NO3-同时存在，Cu就可以与NO3-发生氧化还原反应而放出NO。 必须依据离子方程式“3Cu + 8H+ + 2NO3- ==== 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O”，先进行过量判断，有多少Cu单质实际参与了反应，从而确定反应结束后溶液中Cu2+的物质的量。 n(H+)=0.1+0.8=0.9(mol)；n(NO3-)=0.1mol 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 3 8 2 ？ 0.9mol 0.1mol 过量 H+ 按 的量计算Cu的溶解量 NO3- 练习：在100mL 2mol/L的HNO3和1mol/L的H2SO4的混合液中加入19.2g 铜粉，充分反应后产生的气体在标准状况下的体积是 ( ) 　 A.5.6L B.1.12L　 C.2.24L D.3.36L 解析:n(H+)=0.2+0.2=0.4(mol)；n(NO3-)=0.2mol 3Cu + 8H+ + 2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 3 8 2 2