第5章 第2节 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】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册（人教版2019）

第五章　化工生产中的重要非金属元素 第二节　氮及其化合物 微专题突破3　金属与硝酸反应的相关计算 课末随堂演练 课时作业（六） 【例题】200mL HNO3和H2SO4的混合溶液中，已知： c （H2SO4）＋ c （HNO3）＝5.0mol·L－1。则理论上最多能溶解铜 的量为（　　） A. 0.6mol B. 19.2g C. 1.5mol D. 51.2g 答案　A　 返回目录 化学　必修 第二册 　 解析　由题可知，硝酸为稀溶液，则发生反应3Cu＋8H＋＋2N 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 （N ）＝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（2 x ＋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。 返回目录 化学　必修 第二册 　 1. 金属与硝酸反应的思维模型 返回目录 化学　必修 第二册 　 （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N 可继续被还原为NO。 返回目录 化学　必修 第二册 　 （2）稀硝酸与铁反应 少量铁：Fe＋4HNO3（稀） Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O 过量铁：3Fe＋8HNO3（稀） 3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O ①当 ≥4，产物为Fe（NO3）3 ②当 ≤ ，产物为Fe（NO3）2 ③当 ＜ ＜4，产物为Fe（NO3）3和Fe（NO3）2 返回目录 化学　必修 第二册 　 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N 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NO x ，N 和NO x 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。 返回目录 化学　必修 第二册 　 （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。 返回目录 化学　必修 第二册 　 （3）电荷守恒法：硝酸过量时，反应后溶液中（不考虑OH－） 有 c （N ）＝ c （H＋）＋ xc （M x ＋）（M x ＋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N 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N 进行相关计算，且要符合电荷守恒。 返回目录 化学　必修 第二册 　 1.50 mL 14.0mol·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 答案　C　 返回目录 化学　必修 第二册 　 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）＝ ＝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 mol，则参加反应的铜的质量为0.25 mol×64 g· mol－1＝16.0 g。故选C项。 返回目录 化学　必修 第二册 　 2. 稀HNO3的还原产物可以是①NO、②N2O、③N2、④ NH4NO3。在稀HNO3和Zn的反应中，若有1mol HNO3参加反 应，则有0.8mol电子转移，由此推断稀HNO3的还原产物可能为 （　　） A. 仅④ B. ②或④ C. ③或④ D. 仅② 答案　B　 返回目录 化学　必修 第二册 　 解析　1 mol硝酸参加反应，反应中硝酸表现为酸性和氧化性， 转移电子0.8 mol，则应生成0.4 mol Zn（NO3）2，还有0.2 mol HNO3参与氧化还原反应。设稀HNO3的还原产物中氮元素的化 合价为 x ，当有0.2 mol硝酸被还原时，则有0.2 mol×（5－ x ） ＝0.8 mol，解得 x ＝＋1，应生成N2O；当有0.1 mol硝酸被还原 时，根据氮原子守恒，产物为NH4NO3，则有0.1 mol×（5－ x ）