硝酸與金屬反應計算題解法

1、 /8 /8硝酸與金屬反應計算題解法一、電子守恒：硝酸與金屬反應屬于氧化還原反應，氮原子得到的電子數(shù)目等于金屬原子 失去的電子數(shù)目?！纠?】(2007年高考理綜四川卷)足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅 溶液和NO2、N204、N。的混合氣體，這些氣體與1.68 L 02(標準狀況)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5mol-L-l NaOH溶液至 Cu2 +恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶()60mL45mL30mL15 mL【分析】銅與硝酸反應不管生成哪種氣體，后來這些氣體又全部轉化成硝 酸，相當于硝酸前后沒變，銅失去的電子等于氧氣得到的電子，即n(O

2、2)=1.68 L / 22.4 mol-L-l= 0.075 mol假設銅有 x mol,應有：0.075x2x2 = 2xx=0.15mol CuCu(NO3)22HNO3 2NaOH液的體積是120.15mol0.3molV(NaOH)=0.3 mol/ 5mol/L = 0.06 L答案A (解析：利用電子轉移數(shù)目的守恒)二、原子守恒：硝酸與金屬反應時，一部分以N03的形式存在，一部分轉化為還原產(chǎn)物, 這兩部分中N的物質的量和反應消耗的HN03中N的物質的量相等?！纠?】把2.56gCu放入盛有足量濃HN03的大試管中，立即發(fā)生化學反 應。當Cu完全反應完畢后，共生成氣體1.12L(標

3、況)，求此反應中耗用純HN03的質量是多少克？【分析】反應開始階段，Cu與濃HN03發(fā)生如下反應：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2 個+2H2。隨著反應的進行，HN03的濃度會逐漸降低，Cu與HN03的反應將按稀 HN03的方式進行：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO 個+4H2。以上兩反應都有氣體生成，分別是N02和N。，生成的1.12L氣體顯然是 N02和N。的混合氣體積。但無論是N02還是N。，都是lmolHNO3還原生成 lmol氣體，所以由混合氣的物質的量，即可求出被還原的HNO3的物質的量, 即：N(HNO3)(被還原)=11.2L/ 22.4

4、mol-L-l= 0.05mol 反應中 Cu 生成 Cu(NO3)2, 所以還需消耗一定量提供NO3的HNO3設作為酸消耗的HNO3為xmolCu -Cu(NO3)2-2HN032n=0.08mol故消耗HNO3的總物質的量：nHN03（總）=nHN03（被還原）+nHN03（提供酸根）=0.05+0.08=0.13 molmHNO3=63x0.13=8.19g【答案】消耗HNO38.19g解析：因濃HNO3與Cu反應及稀HNO3與Cu的反應產(chǎn)物不同，很自然會從符合實際的化學反應，即先是cu與 濃HNO3反應，而后是Cu與稀HN。3反應來進行計算。但由于這兩個反應的發(fā)生很難有嚴格的界限，所以

5、非要 計算出1.12L氣體中的NO2和N。的質量分數(shù)是困難的。從前面的分析可以看出，實際上并沒有必 要將NO2和N。的量分開，因生成ImolN。2或生成lmol NO都需有l(wèi)mol HNO3被還原，所以運用原子守恒，只需根據(jù)生成氣體的體積求出被還原HN。3的總量，然后再考慮提供酸根（N。3-）消耗的HNO3,即可求出耗用HNO3的總質量。從解此題可以看出，對于一些看來比較復雜的計算，要作認真 的分析，排除各種干擾因素，設法簡解、巧解這類問題。例3銅與lmol/L的硝酸反應，如果N03濃度下降了0.2mol/L,則溶液中()A.0.2mol-L-lB.0.4mol-L-lC.0.6mol-L-l

6、D.0.8 mol-L-1【分析】此題關鍵在于N03變?yōu)橐谎趸?，多余的氧要與氫離子結合為 水，所以有關系：N03NO202H2。4H+C (H+)同時下降140.2moln=0.8mol答案D (解析：利用原子數(shù)目的守恒)三、利用離子方程式計算：硝酸與硫酸或者鹽酸混合液時，不能用硝酸與金屬反應的化學方程式計 算，應用離子方程式計算，H+的物質的量為硫酸或鹽酸和硝酸中的H+物質的量 之和?！纠?】在某100mL混合酸中，HN03物質的量濃度為0.4mol-L-l, HCI物質的量濃度0.2molLl,向其中加入L92g銅粉、微熱，待充分反應后，溶液中Cu2+物質的量濃度()A.0.15mol

7、-L-lB.0.3mol-L-lC.0.225mohL-lD .無法計.算 / 8 # / 8【分析】從題目中看出銅粉只與硝酸反應，先判斷出銅粉過量，然后用不 足的硝酸的量來算就上當了，原因在于銅粉與硝酸反應之后生成硝酸銅，溶液 中還有硝酸根，并且有HCI提供的H+,所以應用以下關系計算：3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2N。個 + 4H2O約為38230.030.060.4n從上面關系來看，H+的量不足，用H+的量來計算：n=0.06x-L-l答案C （解析：利用反應的離子方程式）四、鐵與稀硝酸的反應特殊Fe與稀硝酸的反應的原理：Fe （少）+4HNO3=Fe（NO3

8、）3+NO個+2H2。3Fe （足）+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO/T+4H2O特點：不管生成的硝酸鹽的成分如何，被還原的HN03物質的量一定是參加反應 的HN03的物質的量的?！纠?】含有ngHN03的稀硝酸跟mg鐵粉充分反應，鐵完全溶解，生成一 氧化氮氣體。已知反應中有n/4g HN03被還原，則n : m不可能是A.3:1B.3:2C.4:1D.9:2【分析】法一： / 8 #/8溶液中為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2的混合物，消耗HN03應在(1)和(2)之間，即法二：直接根據(jù)Fe與稀硝酸反應不管產(chǎn)物如何，被還原的HN03物質的量一定是 參加反應的HN03的物質的量的，極限法考慮兩種情況，綜合答案應介于兩者 之間即答案B (解析：本題用了兩種解法，相對來說，法一從原理出發(fā)，法二直觀簡單，這就需 要對稀硝酸與鐵反應的實質很清楚，解題過程便會簡便，這些簡解，巧解的方 法，應注意平日積累?！纠?】a g鐵屑與含bg硝酸的硝酸溶液恰好完全反應，若a: b=1:3,則 起氧化劑作用的硝酸質量克數(shù)為A. a B.3a/4C. b/2D. b/4【分析】由于硝酸是強氧化性酸，在與鐵反應時：Fe (少)+4HNO3=Fe(NO3)3+NO/T+2H2O3Fe (足)+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO/T+4H2O不管生成的硝酸鹽的成分如何，被還原的