2019_2020學(xué)年高中化學(xué)第四章非金屬及其化合物第四節(jié)微型專題(十一)硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算新人教版

1、122.4molL30.0g微型專題(十一)硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算例(2018江蘇省南菁高中期末)為了測定某銅銀合金的組成，將30.0g合金溶于80.0mL13.5molL1的濃HNO3中。待合金完全溶解后，收集到氣體6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)并測得H濃度為1molL1。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積為80.0mL，試計(jì)算：(1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量_。(2)合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_。(3)確定6.72L氣體中各成分的物質(zhì)的量_。答案(1)0.3mol(2)36%(3)n(NO)0.2mol；n(NO2)0.1mol所解析(1)根據(jù)氮原子守恒可知被還原的硝酸的物質(zhì)的量即為生成氣體的物質(zhì)的量，以被還6.72L原

2、的硝酸的物質(zhì)的量為0.3mol。(2)剩余硝酸是1molL10.08L0.08mol，則參加反應(yīng)的硝酸為13.5molL10.08L0.08mol1.0mol。設(shè)合金中Cu和Ag的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol，則64.0 x108y30.0，根據(jù)氮原子守恒可知2xy1.00.30.7，解得：x0.3、y0.1，所以銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1mol108gmol1100%36%。bNO(3)設(shè)混合氣體中NO、NO2的物質(zhì)的量分別是amol、bmol，則ab0.3，根據(jù)電子得失守恒可知3ab0.320.1，解得a0.2、0.1，即6.72L氣體中NO為0.2mol，2為0.1mol?！究键c(diǎn)】硝酸與金

3、屬反應(yīng)的計(jì)算【題點(diǎn)】金屬混合物與硝酸反應(yīng)的計(jì)算金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)，常用守恒法確定硝酸與金屬量的關(guān)系：3(1)原子守恒：n(參加反應(yīng)的HNO3)n(硝酸鹽中的NO)n(還原產(chǎn)物中的N原子)。(2)電子守恒：金屬失去電子的物質(zhì)的量HNO3中N轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物時(shí)得到電子的物質(zhì)的量。相關(guān)鏈接硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算方法(1)思維導(dǎo)圖(2)計(jì)算方法3原子守恒法：HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中，另一部分HNO3作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分HNO3中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。得失電子守恒法：HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO

4、3中氮原子得到電子的物質(zhì)的量等于金屬失去電子的物質(zhì)的量。3電荷守恒法：HNO3過量時(shí)，反應(yīng)后溶液中(不考慮OH)有c(NO)c(H)xc(Mx)(Mx代表金屬離子)。3離子方程式計(jì)算法：金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供H的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，故此類題目應(yīng)用離子方程式來計(jì)算。先作過量判斷，然后根22.4Lmol13據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒。變式(2019長沙市雅禮中學(xué)期末)足量的銅與一定體積的濃硝酸充分反應(yīng)后生成硝酸銅以及NO2和NO的混合氣體，若將所得到的氣體與3.36L標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣混合后充入足量水中，氣體恰

5、好完全反應(yīng)得到硝酸。則向反應(yīng)后的溶液中加入4molL1的氫氧化鈉溶液使其中的銅離子恰好完全沉淀，需要消耗氫氧化鈉的溶液的體積是()A200mLB180mLC150mLD100mL答案C3.36L解析3.36L氧氣的物質(zhì)的量為0.15mol；混合氣體與氧氣、水反應(yīng)又得到硝Cu酸，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，原子失去的電子等于氧氣獲得的電子，所得硝酸銅溶液中加入NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀生成Cu(OH)2，由電荷守恒，OH的物質(zhì)的量等于氧氣獲得電子物質(zhì)的量，故n(OH)0.15mol40.6mol，則V(NaOH)0.6mol4molL10.15L150mL，故選C?！究键c(diǎn)】硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算【題點(diǎn)

6、】電子守恒法1足量的銅和含有2.4103mol硝酸的某濃硝酸完全反應(yīng)，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體22.4mL。參加反應(yīng)的銅的質(zhì)量是()A38.4103gC48.3103gB44.8103gD57.6103g答案B解析銅與濃硝酸可能發(fā)生的化學(xué)方程式：3Cu4HNO3(濃)=Cu(NO)22NO22H2O,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO)22NO4H2O。被還原硝酸的物質(zhì)的量22.4103L22.4Lmol11103mol，生成硝酸銅的物質(zhì)的量22.4103mol1103mol7104mol，參加反應(yīng)的銅的質(zhì)量7104mol64gmol144.8103g?！究键c(diǎn)】硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算【題點(diǎn)】原子

7、守恒法2(2019哈爾濱師大附中月考)銅與一定量濃硝酸恰好完全反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，將這些氣體與0.84LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸銅溶液中加入5molL1NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，消耗NaOH溶液的體積是()A60mLB45mLC30mLD15mL答案C解析NO2、N2O4、NO混合氣體與0.84LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸，說明整個(gè)過程中被還原的HNO3反應(yīng)前后沒有變化，即Cu失去的電子都被O2得到了，根據(jù)得失電子守恒建立關(guān)系式：n(Cu)2n(O2)4，解得n(Cu

8、)0.0375mol20.075mol，根據(jù)Cu原子個(gè)數(shù)守恒可知Cu(NO3)2為0.075mol；根據(jù)Cu22OH得NaOH為0.075mol20.15mol，則NaOH溶液的體積V0.15mol5molL130mL，故選C。【考點(diǎn)】硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算【題點(diǎn)】電子守恒法3(2019大同市一中期末)將Mg、Cu組成的mg混合物投入適量稀HNO3中恰好完全反應(yīng)，固體完全溶解時(shí)收集到的還原產(chǎn)物NO氣體為0.896L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后溶液中加入2molL1NaOH溶液60mL時(shí)，金屬離子恰好沉淀完全，則形成沉淀的質(zhì)量為()A(m2.28)gC(m3.32)gB(m2.04)gD(m4.34)g

9、答案Bm解析當(dāng)金屬離子恰好沉淀時(shí)，(沉淀)m(金屬)m(OH)，n(OH)2molL160103L0.12mol，m(沉淀)m(金屬)m(OH)mg0.12mol17gmol1(m2.04)g，故B正確?！究键c(diǎn)】硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算【題點(diǎn)】金屬混合物與硝酸反應(yīng)的計(jì)算4(2019南菁高中期末)在某100mL混合酸中，HNO3物質(zhì)的量濃度為0.4molL1，H2SO4物質(zhì)的量濃度為0.2molL1。向其中加入1.92g銅粉微熱，待充分反應(yīng)后，溶液中Cu2物質(zhì)的量濃度約為()A0.15molL1C0.225molL1B0.3molL1D無法計(jì)算0.1L0.4molL10.04mol，n(Cu)0.0

10、3mol，根據(jù)反應(yīng)的離子方程式3Cu反應(yīng)后，溶液中c(Cu)約為0.03mol0.3molL1。(ab)63g(ab)189g(Vc)mol(Vc)mol答案B3解析溶液中n(H)0.1L0.4molL10.1L0.2molL120.08mol，n(NO)1.92g64gmol13238H2NO=3Cu2NO4H2O可知此時(shí)氫離子與Cu恰好完全反應(yīng)，NO過量。故充分0.1L【考點(diǎn)】硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算【題點(diǎn)】金屬與硝酸、硫酸混酸反應(yīng)的計(jì)算5(2018吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中)amolFeS與bmolFeO投入到VL、cmolL1的硝酸溶液中充分反應(yīng)，產(chǎn)生NO氣體，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3

11、)3和H2SO4的混合液，則反應(yīng)中未被還原的硝酸可能為()ab9ab33ABCD答案D3解析由Fe守恒可知，nFe(NO3)3(ab)mol，則反應(yīng)未被還原的硝酸n(NO)3(ab)mol，其質(zhì)量為(ab)189g；由S守恒可知，n(H2SO4)amol，由電子轉(zhuǎn)移守恒可知，ab8a9abmolmol，則反應(yīng)中未被還原的硝酸為(Vc被還原的硝酸的物質(zhì)的量為3339ab)mol?！究键c(diǎn)】硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算【題點(diǎn)】原子守恒和電子守恒法6(2018大連市普蘭店區(qū)二中期末)向某HNO3和Fe(NO3)3的混合溶液中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生無色氣體，該氣體遇空氣變紅棕色，溶液中Fe2濃度和加入Fe粉的物質(zhì)的

12、量之間的關(guān)系如下圖所示，則原稀溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量濃度之比為()A41B31C21D11答案A解析混合溶液中加入鐵粉發(fā)生的反應(yīng)為：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO)22NO4H2O,2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO)2，由圖像可知，加入2molFe粉時(shí)，鐵離子完全反應(yīng)生成Fe23xy3x3y的物質(zhì)的量為3mol，設(shè)混合溶液中有xmolHNO3，ymolFe(NO3)3，則：822、823，解得x4、y1，故原稀溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量濃度之比41?！究键c(diǎn)】硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算【題點(diǎn)】Fe與硝酸反應(yīng)的圖像7(2018哈爾濱三中月考)質(zhì)量為16.6g的銅、銀合金，加入50mL10molL1的濃硝酸充分反應(yīng)后，金屬完全溶解，放出氣體NO2(不考慮N2O4)和NO共4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，且這兩種氣體的物質(zhì)的量之比為11，合金中銅的質(zhì)量為_。答案11.2g4.48L解析在標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO2和NO的體積為4.48L，物質(zhì)的量為22