第5章 第2节 微专题突破3 金属与硝酸反应的相关计算-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2024）

含量增多，会导致温室效应，不会导致酸雨的形成，B项错 无色的八NO,前者颜色深于后者，C项错误；两个反应中Cu 误：含硫化石燃料燃烧会产生大量S):,经过一系列变化会 均由0价升为十2价，且Cu完全反应，转移电子总数相等，D 形成酸雨，C项正确：植被破坏、水土流失、生态环境破坏不 项错误 会导致酸雨的形成，D项错误。 4.B解析铜与浓硝酸可能发生的反应：C1十4HN0(浓) [变式2]A解析二氧化硫用(NH)zS),溶液吸收，发生的离 Cu(N),)2十2N)2↑+2HO,3Cu+8HNO(稀) 子反应为SO2十S0)+HO一2HSO,A项正确：氨气 3Cu(NO)2十2NO◆十4HO。祓还原的硝酸的物质的量为 吸收塔中发生的反应为HSO方+NH3·HO一NH+ S+HO,B项错误：题述流程中各反应都没有元素化合 是0片=1X10m,则生成琦酸织的物魔的爱为 价的变化，不是氧化还原反应，C项错误：题述流程吸收 2.4×103mol-1X101m0l=7×10+mol,参加反应的铜 S)2,不能循环利用，D项错误。 2 微专题突破3 的质量为7×10-+mol×64g·mol-1=4.48×102g,故选 [例题]A解析由题可知，硝酸为稀溶液，则发生反应3Cu十 B项。 8H中+2NO,一3Cu+2NO↑+4HO,当氢离子与硝 5.解析(1)①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的HS0)为 酸根恰好完全反应时，能溶解铜的量最多，即(H) 被空气中氧气氧化所致：S)十HOHS),2HS)十 n(NO方)=4：1，设混合溶液中硫酸物质的量为xmol,则 O-2HSO。②雨水和自来水混合，应考虑SO,(或 硝酸物质的量为(1一x)mol,则(2x十1一x):(1一x)=4: HS))与Cl(或HCO)的反应：S)+2H)+Cl 1,解得x=0.6mol,根据化学方程式中的计量关系得，溶解 HS),+2HCI(或H,S),+HCI)—HS)+HCI)。因此 铜的物质的量为0.6mol,A项正确。 雨水与自来水混合后溶液pH将变小。(2)减少酸雨的产生 【即时训练】 需减少S)的排放，将煤转化为清洁能源（如煤的气化和液 1.解析Cu足量，硝酸完全反应，生成Cu(NO)2、NO、NO和 化)，燃料脱硫、固硫，开发不含硫的新能源（如氨能、核能 HO。n(NHO3)=0.05L×14.0mol·LJ=0.7mol, 等)，都是有力措施。因此①③⑤正确。 4.48L 答率(1)①S)2+HO=HS)方、2HS02+O2 n(气体)=2.4/ma=02m0l.由氯原子守恤可知， 2HS)4②小C+2HO+SO一HSO4+2HC1(或 0.7mol=nCu(NO)a]×2+0.2mol,解得[Cu(NO)2]= H-SO+HCIO-H-SO+HCD)(2)C 0.25mol,则参加反应的钢的质量为0.25mol×64g· 第三节无机非金属材料 mol1=16.0g。故选C项。 课前·教材预案 2.B解析1ol硝酸参加反应，反应中硝酸表现为酸性和氧 知识点一 化性，转移电子0.8mol,则应生成0.4 mol Zn(NO)e,还有 1.口4☑0囹0国2固2回高回难⑧高温 02 mol HNO参与氧化还原反应。设稀HNO的还原产 回腐蚀 物中氟元素的化合价为x,当有0.2mol硝酸被还原时，则有 2.d黏土Π纯碱(NaCO方)，石灰石(CC)方)、石英砂(SiO) 0.2mol×(5一x)=0.8mol,解得x=十1，应生成N0:当有 配石灰石，黏土☒玻璃窑四水泥回转窑 0.1tmol硝酸被还原时，根据氯原子守恒，产物为NHN), 知识点二 则有0.1mol×(5-x)=0.8mol.解得x=一3，符合 1.国三国VA团过渡国导体四绝缘体四半导体 NH:NO中N的化合价，故稀HNO,的还原产物为②NO 或④NHNO,故选B项 团硅酸盐园氧化物☒S0,+2C1800~2000℃ si+ 3.B解析纵观整个过程，金属提供的电子等于氧气获得的电 2CO Si+3HCI-300 C-SiHCI+H. ☒SiHCL+H 1.12L 子，m0:)=2.4mo=0.05mol,设Cu,Ag的物质的 1100℃s十3HCl园芯片团硅太阳能电池 量分别为x、y,根据质量守恒列方程：xX64g·mol1十yX 2.☒光导纤维 108g·mol1=14g,根据得失电子守恒列方程：2.x十y= 3.图光学、热学、电学、磁学团金刚砂团共价键@金刚石 0.05mol×4,解得：x=0.05mol,y=0.1mol,则m(Cu)= 风高温抗氧化网耐高温结构材料耐高温半导体材料 0.05mol×64g·mol-t=3.2g,故选B项。 EC7D图B图A 课末·随堂演练 4.亚碳原子团笼形区C国石墨片层国纳米國大 1,B解析纯净的硝酸是无色液体，A项错误：硝酸见光或受 弼电学性能团碳原子直径图低丽高 热易分解，应该保存在棕色试剂瓶中，B项正确，C项错误： 【自主测评】 石膏是硫酸盐，不能由硝酸制备，D项错误。 (1)/(2)/(3)×(4)×(5)/(6)/(7)× 2.C解析正常雨水中由于溶解了二氧化碳，也呈酸性，pH 课堂·深度拓展 5.6的降水称为酸雨，A项错误：酸雨分为硝酸型酸雨和硫 探究点一 酸型酸雨，硝酸型酸雨的形成与氮氧化物的排放也有关，B 【互动探究】 项错误：利用石灰石等物质，使燃煤中的含硫物质最终转化 1.普通玻璃的主要成分是Na SiO方、CaSiO方和SiO:制造普通 为硫酸钙，达到就硫的目的，减少SO的排放，在一定程度上 玻璃的主要原料有纯碱、石灰石和石英砂（主要成分是 可防止酸雨的形成，C项正确：化石燃料是现代社会的主要 s0,)4NaC0+s0.高温Nas0.+C0.↑.CaC0+s0 能源，不可能一点都不使用，应推广使用脱硫技术，大力开发 清洁环保的新能源，减少酸雨的形成，D项错误 高温caSiO,十C0↑ 3.B解析Cu与浓硝酸的反应为：4HNO,(浓)十Cu 【深度拓展】 Cu(N(0)):+2N),◆十2H():Cu与稀硝酸的反应为： [例题1门B解析普通玻璃的主要成分是硅酸钠、硅酸钙和二 8HNO2(稀)十3Cu一3Cu(NO3)十2NO↑十4H()。由于 氧化硅，A项错误；水玻璃是硅酸钠的水溶液，C项错误：瓷 硝酸浓度不同，因此反应速率不同，A项错误：由方程式可 器比陶器的结构致密，几乎不吸水，D项错误。 知，每摩尔的铜消耗浓硝酸4m0l,消耗稀HNO,氵mol,前 [变式1门B解析根据题给信息知，制取钢化玻璃的原料与制 取普通玻璃的原料一样，为石灰石、纯碱和石英，A项正确： 者多，后者少，B项正确：前者生成棕红色的NO,后者生成 钢化玻璃与普通玻璃的组成基本相同，仍属于传统无机非 192·化学必修第二册课堂学案 【例题2】下列有关酸雨及其形成的说法正确的是 污染。下列有关说法正确的是 (N11):SO,溶液 尾气达标排放 A.pH小于7的降雨通常称为酸雨 80,的炯气 二氧化碗 暖收塔 -1 B.酸雨的形成和空气中CO2含量增多有直 接关系 N1I1I5O溶液 C.大量含硫化石燃料燃烧是形成酸雨的主要 A.二氧化硫吸收塔中发生的反应为S),十 原因 SO+H2 O-2HSO D.植被破坏、水土流失，生态环境破坏导致了 B.氨气吸收塔中发生的反应为HSO左十 酸雨的形成 (OH—HO+S)3 【变式2】某企业利用下列流程综合处理工厂排放 C.上述流程利用的是氧化还原反应原理 的含有SO的烟气，以减少其对环境造成的 D.上述流程中SO,可循环利用 微专题突破3金属与硝酸反应的相关计算 >》 答案精解Pz 【例题】200 mL HNO和HSO的混合溶液中， ①当nHN0)≥4，产物为Fe(N0,方 已知：c(HSO)+c(HNO5)=5.0mol· n(Fe) L。则理论上最多能溶解铜的量为( B.19.2g ②当92≤号.产物为FeN0, n(Fe) A.0.6 mol C.1.5 mol D.51.2g ③当8<nO2<4,产物为Fe(NO)和 n(Fe) 核心突破 Fe(NO)2 1,金属与硝酸反应的思维模型 2.守恒思想在计算中的应用 两个 氯以子世 (1)原子守恒法：硝酸与金属反应时，一部分硝 体 得大出了恒 酸起酸的作用，以NO方的形式存在于溶液中， 金国 酸生MN) 本安性作川的 另一部分硝酸作为氧化剂转化为还原产物 体现氧 参加反内 关系 HV)的物颈的 化性NO,NO 量等牛成的 NO,NO方和NO,中氮原子的总物质的量等 硝股盐中V0,的 物所的量 于反应消耗的硝酸中氮原子的物质的量。 全部中商，可以 木参加反参加其他反惊 利川川商子方图 (2)得失电子守恒法：硝酸与金属的反应属于 式拱速找山界 只的相厅 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。 (1)硝酸与铜反应 (3)电荷守恒法：硝酸过量时，反应后溶液中 浓硝酸与足量的铜反应，开始时浓硝酸被还原 (不考虑OH)有c(NO方)=c(H)+xc(M+) 为NO,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 (M+代表金属离子)。 余的NO方可继续被还原为NO。 (4)离子方程式计算法：金属与硫酸、硝酸的混 (2)稀硝酸与铁反应 合酸反应时，由于硝酸盐中NO方在硫酸提供 少量铁：Fe+4HNO(稀)-一Fe(NO)3+ H+的条件下能继续与金属反应，故此类题目 NO↑+2HO 应用离子方程式来计算。先作过量判断，然后 过量铁：3Fe十8HNO(稀)=3Fe(NO)2+ 根据完全反应的金属或H或NO方进行相关 2NO+4HO 计算，且要符合电荷守恒。 ·36· 第五章化工生产中的重要非金属元素 即时训练 2.(酸雨的形成与防治)下列有关酸雨的说法正 1.50mL14.0mol·L.1浓硝酸中加入足量铜， 确的是 充分反应后共收集到4.48L(已换算成标准状 A.凡是呈酸性的雨水都称为酸雨 B.酸雨的形成只与SO2的排放有关 况)NO和NO2混合气体（不考虑NO),与 C.煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成 NO,的相互转化)，则参加反应的铜的质量为 D.为了不形成酸雨，应停止使用一切化石燃料 3.(铜与硝酸的反应)将相同质量的铜片分别和 A.6.4g B.12.8g 过量的浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确 C.16.0g D.19.2g 的是 () 2.稀HNO3的还原产物可以是①NO、②NO、 A.反应速率：两者相同 ③N2、④NHNO2。在稀HNO和Zn的反应 B.消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 中，若有1 mol HNO)参加反应，则有0.8mol C反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 电子转移，由此推断稀HNO的还原产物可 D.反应中转移的电子总数：前者少，后者多 能为 ( 4.(金属与硝酸反应的计算)足量的铜和含2.4× A.仅④B.②或④C.③或④D.仅② 10ol硝酸的某浓硝酸完全反应，共收集到 3.将14g铜银合金与足量的硝酸反应，放出的气 标准状况下气体22.4mL。参加反应的铜的质 体与标准状况下体积为1.12L.的O2混合后再 量是 () 通入水中，恰好全部吸收，则合金中铜的质 A.3.84×102g B.4.48×10-2g 量为 C.4.83×102g D.5.76×102g A.4.8g B.3.2g C.6.4g D.10.8g 5.(酸雨的形成与防治)现有雨水样品1份，每隔 具学习小结 一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据 如下： 的迹四 测试时间h 0 2 3 硝战酸 做氧化四 雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55 不拉定杆图 定义：nH<5.6的用水 (1)分析数据，回答下列问题： 酸雨 S0的污纳 匝酸型酸丽 ①雨水样品的pH变化的原因是 NO的污架 硝酸型酸雨 (用化学方程式表示)。 光化学烟家 ②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合， 课末 随堂演练 pH将变 (用化学方程式表示)。 1.(硝酸的性质)下列有关硝酸的性质及用途的 (2)下列措施中，可减少酸雨产生的途径是 叙述正确的是 ) (填字母)。 A.纯净的硝酸是一种易挥发、有刺激性气味的 ①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 黄色液体 ③燃料脱硫④在已酸化的土壤中加石灰 B.硝酸不稳定，见光或受热易分解 ⑤开发新能源 C,硝酸必须密封保存在无色细口瓶中，并置于 A.①②③ B.②③④⑤ 阴暗处 C.①③⑤ D.①③④⑤ D.硝酸可用于制备炸药、染料及石膏等产品 友情提示完成P课时作业（六） ·37