守恒法巧解金屬與硝酸反應(yīng)的計算題

1、守恒法巧解金屬與硝酸反應(yīng)的計算題守恒法巧解金屬與硝酸反應(yīng)的計算題一. 原子守恒法例1.38.4gCu與適量濃反應(yīng)，當(dāng)銅全部作用后，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體22.4L（不考慮轉(zhuǎn)化為），反應(yīng)消耗的硝酸的物質(zhì)的量可能是（ ）A.B.C.D.解析：在Cu與的反應(yīng)中，起氧化劑和酸兩種作用。因收集到的氣體可能是和的混合氣體，由N原子守恒知：所以有：答案為C。二. 電子守恒法例2. 銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應(yīng)后硝酸被還原只產(chǎn)生的氣體和的氣體（都已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），在反應(yīng)后的溶液中，加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量為（ ）A. 9.02g B. 8.51gC. 8.26g D. 7.04

2、g解析：分析題意可知，最后生成的沉淀為與的混合物，其質(zhì)量等于合金的質(zhì)量與所結(jié)合的的質(zhì)量之和。又銅、鎂與硝酸反應(yīng)生成+2價的陽離子，由電子守恒得。代入有關(guān)數(shù)據(jù)可得，所以結(jié)合的的物質(zhì)的量為，故。答案為B。例3. 14g銅銀合金與足量的某濃度的硝酸反應(yīng)，將放出的氣體與（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合，通入水中，恰好被全部吸收，則合金中銅的質(zhì)量為（ ）A. 1.4g B. 2.4gC. 3.2g D. 6.4g解析：因硝酸的濃度未知，故根據(jù)方程式計算有困難。分析反應(yīng)的整個流程知，失電子數(shù)等于轉(zhuǎn)化為氮的氧化物的過程中得到的電子數(shù)，氮的氧化物失電子數(shù)等于得到的電子數(shù)，故失電子總數(shù)等于得到的電子數(shù)。設(shè)，根據(jù)質(zhì)量守恒和電子得

3、失守恒可列式：解得：所以答案為C。三. 電荷守恒法例4. 3.2g銅與過量的濃硝酸（）充分反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物有NO和，反應(yīng)后溶液中的，則此時溶液中所含物質(zhì)的量為（ ）A.B.C.D.解析：本題用常規(guī)法較繁。分析題意知：反應(yīng)后的溶液中含有的離子有：，應(yīng)用電荷守恒：即所以答案為B。 金屬與硝酸反應(yīng)的過程中，金屬失去的電子數(shù)一定等于硝酸還原為氮的氧化物時獲得的電子數(shù)。靈活運用這一電子守恒法，往往能使復(fù)雜問題簡單化，對于快速、準(zhǔn)確地解決這一類題型有很大幫助。 例1 足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后通入水中，所有氣體

4、完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5molL-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是（ ） A60mL B45mL C30mL D15mL 解析：本題包含三個反應(yīng)過程：Cu+HNO3Cu2+混合氣體(NO2、N2O4、NO)；混合氣體(NO2、N2O4、NO)+O2+H2OHNO3；Cu2+2OH-Cu(OH)2。根據(jù)電子守恒，在反應(yīng)中Cu失去電子的物質(zhì)的量與反應(yīng)中O2獲得電子的物質(zhì)的量相等，即2n(Cu2+)4n(O2)，得：n(Cu2+)2n(O2)20.15mol。由反應(yīng)可知，n(NaOH)2n(Cu2+)0.3mol，所以NaOH溶液的體積為：0.

5、06L60mL。故答案應(yīng)為A。 例2 將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。請回答： NO的體積為 L，NO2的體積為 L。 待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmL a molL-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為 molL-1。 欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水 g 。 解析：設(shè)混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol，則x+y0.5，由于反應(yīng)過程中電子守恒（得失電子相等），故3x+y2，解、組成的方

6、程組得：x0.26，y0.24。則NO的體積為：0.26mol22.4 Lmol-15.8L，NO2的體積為：11.2L5.8L5.4L。 根據(jù)氮原子守恒可知，n(HNO3)n(NaNO3)+n(NO)+n(NO2)n(NaOH)+0.5mol(aV10-3+0.5)mol，則原硝酸溶液的濃度為：molL-1。 由反應(yīng)過程中電子轉(zhuǎn)移守恒可知，NO和NO2全部變成NaNO3所失去的電子數(shù)等于Cu與HNO3反應(yīng)所失去的電子數(shù)，即n(e-)2mol1.02mol，故n(H2O2)0.51mol，因此，需要30%的雙氧水的質(zhì)量為：57.8g。 鞏固練習(xí)：（2002上海）0.03mol銅完全溶于硝酸，產(chǎn)生氮的氧化物(NO、NO2、N2O4)混合氣體共0.05mol。該混合氣體的平均相對分子質(zhì)量可能是（ ） A30 B46 C50 D66 （答案：