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】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2024）

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 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 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 ） ＝0.8 mol，解得 x ＝－3，符合NH4NO3中N的化合价，故稀 HNO3的还原产物为②N2O或④NH4NO3，故选B项。 返回目录 化学　必修 第二册 　 3. 将14g铜银合金与足量的硝酸反应，放出的气体与标准状况下 体积为1.12 L的O2混合后再通入水中，恰好全部吸收，则合金中 铜的质量为（　　） A. 4.8g B. 3.2g C. 6.4g D. 10.8g 答案　B　 返回目录 化学　必修 第二册 　 解析　纵观整个过程，金属提供的电子等于氧气获得的电子， n （O2）＝ ＝0.05 mol，设Cu、Ag的物质的量分别为 x 、 y ，根据质量守恒列方程： x ×64g·mol－1＋ y ×108g·mol－1＝ 14g，根据得失电子守恒列方程：2 x ＋ y ＝0.05 mol×4，解得： x ＝0.05 mol， y ＝0.1 mol，则 m （Cu）＝0.05 mol×64g·mol－1＝ 3.2g，故选B项。 返回目录 化学　必修 第二册 　 返回目录 化学　必修 第二册 　 1. （硝酸的性质）下列有关硝酸的性质及用途的叙述正确的是 （　　） A. 纯净的硝酸是一种易挥发、有刺激性气味的黄色液体 B. 硝酸不稳定，见光或受热易分解 C. 硝酸必须密封保存在无色细口瓶中，并置于阴暗处 D. 硝酸可用于制备炸药、染料及石膏等产品 答案　B　 解析　纯净的硝酸是无色液体，A项错误；硝酸见光或受热易分 解，应该保存在棕色试剂瓶中，B项正确，C项错误；石膏是硫 酸盐，不能由硝酸制备，D项错误。 课末　随堂演练 返回目录 化学　必修 第二册 　 2. （酸雨的形成与防治）下列有关酸雨的说法正确的是（　　） 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 C. 煤的脱硫可以在一定程度上防止酸雨的形成 D. 为了不形成酸雨，应停止使用一切化石燃料 答案　C　 返回目录 化学　必修 第二册 　 解析　正常雨水中由于溶解了二氧化碳，也呈酸性，pH＜5.6的 降水称为酸雨，A项错误；酸雨分为硝酸型酸雨和硫酸型酸雨， 硝酸型酸雨的形成与氮氧化物的排放也有关，B项错误；利用石 灰石等物质，使燃煤中的含硫物质最终转化为硫酸钙，达到脱硫 的目的，减少SO2的排放，在一定程度上可防止酸雨的形成，C 项正确；化石燃料是现代社会的主要能源，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。 返回目录 化学　必修 第二册 　 3. （铜与硝酸的反应）将相同质量的铜片分别和过量的浓硝酸、 稀硝酸反应，下列叙述正确的是（　　） A. 反应速率：两者相同 B. 消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少 C. 反应生成气体的颜色：前者浅，后者深 D. 反应中转移的电子总数：前者少，后者多 答案　B　 返回目录 化学　必修 第二册 　 解析　Cu与浓硝酸的反应为：4HNO3（浓）＋Cu Cu（NO3）2 ＋2NO2↑＋2H2O；Cu与稀硝酸的反应为：8HNO3（稀）＋3Cu 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。由于硝酸浓度不同，因此反 应速率不同，A项错误；由方程式可知，每摩尔的铜消耗浓硝酸 4 mol，消耗稀HNO3 mol，前者多，后者少，B项正确；前者生 成棕红色的NO2，后者生成无色的NO，前者颜色深于后者，C项 错误；两个反应中Cu均由0价升为＋2价，且Cu完全反应，转移电 子总数相等，D项错误。 返回目录 化学　必修 第二册 　 4. （金属与硝酸反应的计算）足量的铜和含2.4×10－3mol硝酸的 某浓硝酸完全反应，共收集到标准状况下气体22.4mL。参加反 应的铜的质量是（　　） A. 3.84×10－2g B. 4.48×10－2g C. 4.83×10－2g D. 5.76×10－2g 答案　B　 返回目录 化学　必修 第二册 　 解析　铜与浓硝酸可能发生的反应：Cu＋4HNO3（浓） Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O，3Cu＋8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。被还原的硝酸的物质的量为 ＝1×10－3 mol，则生成硝酸铜的物质的量为 ＝7×10－4 mol，参加反应的铜的质量为 7×10－4 mol×64g·mol－1＝4.48×10－2g，故选B项。 返回目录 化学　必修 第二册 　 5. （酸雨的形成与防治）现有雨水样品1份，每隔一段时间测定 该雨水样品的pH，所得数据如下： 测试时间/h 0 1 2 3 4 雨水的pH 4.73 4.63 4.56 4.55 4.55 （1）分析数据，回答下列问题： ①雨水样品的pH变化的原因是 ⁠ （用化学方程式表示）。 返回目录 化学　必修 第二册 　 ②如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将 变 　　　　　　　， 　　　　　　　，（用化学方程式表示）。 答案　（1）①SO2＋H2O H2SO3、2H2SO3＋O2 2H2SO4　 ②小　Cl2＋2H2O＋SO2 H2SO4＋2HCl（或H2SO3＋HClO H2SO4＋HCl）　 返回目录 化学　必修 第二册 　 解析　（1）①酸雨放置时pH变小，其原因是雨水中的H2SO3被 空气中氧气氧化所致：SO2＋H2O H2SO3，2H2SO3＋O2 2H2SO4。②雨水和自来水混合，应考虑SO2（或H2SO3）与Cl2 （或HClO）的反应：SO2＋2H2O＋Cl2 H2SO4＋2HCl（或 H2SO3＋HClO H2SO4＋HCl）。因此雨水与自来水混合后溶 液pH将变小。 返回目录 化学　必修 第二册 　 （2）下列措施中，可减少酸雨产生的途径是 　　　　（填字 母）。 ①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源 A. ①②③　　B. ②③④⑤　　C. ①③⑤　　D. ①③④⑤ 答案　（2）C 解析　（2）减少酸雨的产生需减少SO2的排放，将煤转化为清 洁能源（如煤的气化和液化），燃料脱硫、固硫，开发不含硫的 新能源（如氢能、核能等），都是有力措施。因此①③⑤正确。 返回目录 化学　必修 第二册 　 （建议用时：40 min） 课时作业（六） 返回目录 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：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$