5.2.5硝酸的计算 课件 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

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 复习课 硝酸的计算 在高中化学学习中，计算能力是核心素养的重要组成部分，在高考及各类化学试题中，计算题不仅占比高，而且常作为区分难度的题型。高中化学计算不仅是应试的必备技能，更是培养定量分析能力和科学思维习惯的重要途径。 复习回顾 【复1】根据浓硝酸和稀硝酸的强氧化性书写下列反应的化学方程式和离子方程式： ①铜与浓硝酸： 。 。 ②铜与稀硝酸： 。 。 Cu＋4HNO3(浓) Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Cu＋4H+＋2NO3─ Cu2+＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8H+＋2NO3─ 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O 复习回顾 【复2】已知3Cu+8HNO3(稀) ==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,则下列说法不正确的是 A．Cu作还原剂,HNO3作氧化剂 B．HNO3在该反应中只有部分表现出了氧化性 C．每生成22.4 L(标准状况)NO就有3 mol电子转移 D．如果有8 mol HNO3被还原,则生成了2 mol NO D 新知探究 【例1-1】将1.92 g 铜片投入到一定量的浓HNO3中，当收集到1.12 L 气体（标况）时，金属铜恰好全部溶解。则： （1）反应中消耗的HNO3_____mol， 被还原的HNO3 _____mol。 0.11 0.05 模型建立 氮原子守恒法 HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用以NO3─的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3物质的量。 Cu＋4HNO3(浓) Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O n(反应的硝酸) = n(被还原的硝酸)+ n(未被还原的硝酸) = n(被还原的硝酸)+2n(铜离子) 新知探究 【练1】38.4克的Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解，共收集到22.4L 气体（标况），则反应消耗HNO3的物质的量为 ________ 2.2mol 新知探究 【练2】25.6 mg Cu 跟含有1.4×10-3 mol 的硝酸恰好完全反应(还原产物为NO和NO2)，反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为( ) A．7.84 mL B．13.44 mL C．15.68 mL D．17.92 mL B 模型建立 得失电子守恒法 【例1-2】将1.92 g 铜片投入到一定量的浓HNO3中，当收集到1.12 L 气体（标况）时，金属铜恰好全部溶解。则： （2）转移______mol电子， 通过计算确定所得气体的成分及物质的量。 0.06 金属失去的电子总数＝氮元素得到的电子总数 NO2 0.045mol NO 0.005mol 新知探究 【练3】在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓硝酸中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L，则混合气体中NO的体积为(　　) A．112 mL B．1008 mL C．224 mL D．448 mL A 模型建立 得失电子守恒法 【例1-3】将1.92 g 铜片投入到一定量的浓HNO3中，当收集到1.12 L 气体（标况）时，金属铜恰好全部溶解。则： （3）将盛此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水，则通入O2的体积? 0.336L 氮元素失去的电子＝氧元素得到的电子 金属失去的电子总数＝氮元素得到的电子总数 金属失去的电子＝氧元素得到的电子 新知探究 【练4】1.92g铜投入到一定量浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越淡，共收集到标准状况下672mL气体，将盛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，则通入氧气的体积为( ) A．504mL B．336mL C．224mL D．168mL B 模型建立 溶液中的电荷守恒法 在Cu与HNO3反应后的溶液中，若HNO3不过量，阳离子只有Cu2＋，阴离子只有NO3─(此类计算不考虑H2O电离出的极少量的H＋、OH─)；若HNO3过量，溶液中的阳离子有Cu2＋和H＋，阴离子只有NO3─。则有 ①若HNO3不过量：n(NO3─)＝2n(Cu2＋)； ②若HNO3过量：n(NO3─)＝2n(Cu2＋)＋n(H＋)。 HNO3过量时反应后溶液中则有：c(NO3─)=c(H＋)+ac(Ma＋) (Ma＋代表金属离子) （不考虑OH─） 新知探究 【例2】将3.2 g Cu跟 30.0 mL 10.0 mol·L─1的HNO3充分反应，还原产物有NO和NO2，若反应后溶液中有a mol H＋，则此时溶液中含NO3─的物质的量为(　　) A．0.5a mol B．(0.1＋a) mol C．0.1a mol D．2a mol B 新知探究 【练5】6.4g 铜与过量的硝酸（8 mol/L 60mL）充分反应后，硝酸的还原产物有NO、NO2，反应后溶液中所含H+离子为n mol，此时溶液中所含NO3─的物质的量为 ( ) A．0.28 mol B．0.31 mol C．(n＋0.2)mol D．(n＋0.4)mol C 模型建立 离子方程式计算法 过量的Cu与浓硝酸反应，待反应停止后，再加入稀盐酸或硫酸，此时铜片上有无色气体生成，这是因为 铜片与稀硝酸、稀硫酸反应 3Cu＋2HNO3＋3H2SO4 3CuSO4＋2NO↑＋4H2O 3Cu＋8H+＋2NO3─ 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O 新知探究 【例3】将2.56 g铜粉加入100 mL 0.4 mol·L─1的稀HNO3溶液中，加热充分反应后再加入100 mL 0.2 mol·L─1的H2SO4溶液，继续加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度是(忽略溶液体积变化) A．0.15 mol·L─1 B．0.2 mol·L─1 C．0.075 mol·L─1 D．0.45 mol·L─1 A 3Cu＋8H+＋2NO3─ 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O 新知探究 【练6】在某100ml混合溶液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.1mol/L，向该混合溶液中加入1.92g铜粉，加热待充分反应后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度（mol/L）是 （ ） A．0.15 B．0.225 C．0.35 D．0.45 B 3Cu＋8H+＋2NO3─ 3Cu2+＋2NO↑＋4H2O 新知探究 【练7】现有16.8g Fe粉，加入VL 1mol·L─1 HNO3溶液使其恰好完全溶解后，向所得溶液中继续滴加稀硫酸，至不再产生气泡。下列说法正确的是( ) A.反应过程中产生气体的总体积为6.72L B.V=0.8 C.该实验可以证明Fe2+与NO3─不能大量共存 D.滴加稀硫酸时，产生的气体为SO2 B 模型建立 “今宵启程”模型 【例4】将质量为mg的铁与铜粉的混合物，溶100mL 4mol/L HNO3溶液（过量），充分反应后所得还原产物为0.05mol NO，再向所得溶液中加入足量的NaOH 溶液至沉淀完全。则沉淀质量为（ ） A. 5.52g B. (m+6.8)g C. (m+2.55)g D. (m+12.0)g 金属与酸反应，在与NaOH反应使金属离子沉淀 n(e─)＝2n(Cu2＋)； m(沉淀)＝m(金属)＋m(氢氧根) C 新知探究 【练8】9.8g Fe-Mg 合金溶解在一定量的某浓度的稀HNO3中，收集到标准状况下4.48L NO气体(设HNO3的还原产物只有NO),在反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，生成的沉淀的质量是 g 20 新知探究 【练9】铜和镁的合金4.6g 完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL 的NO2气体和336mL的N2O4气体(都已折算到标准状况),在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为( ) A．9.02g B．8.51g C．8.26g D．7.04g B 同学们，今天我们一起走进了硝酸与金属反应的“守恒世界” 在今天的课程中，我们 通过氮原子守恒，看到了反应前后氮元素的“忠诚”——总量始终如一； 通过电子守恒，追踪了金属与硝酸之间电子的“流转”——得失分毫不差； 通过电荷守恒，揭示了溶液中离子间的“平衡法则”——正负相抵，秩序井然。 这些守恒思想不仅是解题的钥匙，更是化学世界的核心逻辑。就像工程师设计反应器时需要精准的计算一样，你们的每一次练习都在为未来的科学探索积累力量。 课堂总结 化学的奇妙在于，它既需要严谨的思维，又充满创造的活力。 当你们用守恒法解开混合气体的谜题，或是通过电荷平衡理清溶液的组成时， 你们已经站在了科学家的肩膀上，用数据与模型触摸真理。 希望你们记住： 每一次方程的书写，都是对规律的致敬； 每一道难题的攻克，都是思维的飞跃。 化学的海洋浩瀚无垠，愿你们以守恒为帆，以探索为桨，驶向更远的科学彼岸！ 课堂总结 课堂总结 $$