2013-有关硝酸的计算4页18题

1有关硝酸的计算专题班级姓名金属与硝酸的反应是一类典型的氧化还原反应，其有关计算涉及知识面广，对初学这部分内容的同学来说难度较大。其中的解题规律和技巧如下。一、指导思想1、由浓变稀的思想金属与一定量的浓硝酸反应时，由于随着反应过程中硝酸的不断消耗、加上反应生成的水不断增加，硝酸的浓度逐渐降低。金属与浓稀硝酸的反应产物是不一样的。所以一定要注意：当题目中浓硝酸是定量或适量时，要考虑酸由浓变稀的问题。2、氮元素的守恒思想硝酸和不活泼金属反应一般生成硝酸盐和氮氧化物，在此硝酸担当了两个角色，一是酸二是氧化剂。如果分别知道了二者的物质的量，也就知道了总消耗的硝酸的物质的量。如：3Cu+8HNO3＝3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应中，当3mol铜和8mol硝酸反应时，作为酸的硝酸的物质的量＝6mol，即金属的物质的量与金属的化合价的乘积（3mol×2），作为氧化剂的硝酸的物质的量＝2mol，即NO的物质的量。2mol＋6mol＝8mol，就是硝酸的总物质的量。特别提出的是：当铜和浓硝酸反应气体产物是NO2时，同样存在作为氧化剂的硝酸的物质的量等于气体的物质的量的定量关系。也就是说，当硝酸由浓变稀得到NO和NO2的混合气体产物时，也同样存在上述1:1的定量关系。在这里体现了N元素守恒的思想。二、典例解析1、元素守恒法例1、38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4mL气体（STP），反应消耗的硝酸的物质的量可能是：A．1.0×10－3molB．1.6×10－3molC．2.2×10－3molD．2.4×10－3mol解析：由题意知，浓硝酸是适量的，存在由浓变稀的问题。即气体可能是NO和NO2的混合物。但这并不影响解题。由N元素守恒的思想可将硝酸一分为二：一是作为酸的硝酸的物质的量＝金属的物质的量×金属的化合价＝38.4/64×2×10－3mol；二是作为氧化剂的硝酸的物质的量＝22.4/22.4×10－3mol，二者之和为2.2×10－3mol，即反应消耗的硝酸的物质的量。2、电子守恒法例2、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物.当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时,还原产物是（）A．NO2B．NOC．N2OD．N2解析：一般的讲，常见的金属的化合价由＋1、＋2、＋3三种情况。当金属和硝酸反应时，二者得失电子数目一定相等。由题意知，金属失电子数＝2×金属的化合价，设硝酸的还原产物中氮元素的化合价为x，则氮元素得电子数目＝1×（5－x）。因此有：2×金属的化合价＝1×（5－x），分三种情况讨论：当金属的化合价为＋1时，x＝3（无答案），当金属的化合价为＋2时，x＝1（答案C），当金属的化合价为＋3时，x＝-1（无意义）。3、极限法例3、镁铁混合物4.9g，溶解在过量的某浓度的稀硝酸中，完全反应后得到标准状况下气体2.24L(假设气体全为NO)。若向反应后的溶液中加入足量的烧碱，则可生成沉淀的质量是（）A.6gB.8gC.10gD.12g解析：金属完全溶解最终转化为沉淀。可用极限思想求出沉淀的取值范围。第一步，假设金属全部是Mg,则沉淀为Mg(OH)2，由Mg→Mg(OH)2知：沉淀的质量=m[Mg(OH)2]=4.9g/24g·mol－1×58g·mol－1＝11.8g。第二步，假设金属全部是Fe,同样道理得到沉淀的质量=2m[Fe(OH)3]=4.9g/56g·mol－1×107g·mol－1＝9.36g。即沉淀的取值范围为：9.36gm11.8g，结合答案知m=10g。当然此题也可用守恒法解决。过程如下：解法二：沉淀为Mg(OH)2和Fe(OH)3的混合物，可将沉淀分为两部分：一是Mg2+、Fe3+，二是OH－。前者质量和即金属混合物的质量，后者质量由以下二式：Mg(NO3)2→Mg(OH)2Fe(NO3)3→Fe(OH)3可以看出：OH－是替代NO3－而来，而Mg2+、Fe3+结合NO3－的物质的量即金属失电子的物质的量，也就是N元素得电子的物质的量。据题意知：N元素得电子的物质的量＝n[NO]×（5－2）=0.1mol×3=0.3mol，故n[OH-]=n[e-]=0.3mol，则：m[OH-]=0.3mol×17g·mol－1=5.1g。所以沉淀的质量m=4.9g+5.1g=10g。今日作业1、向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150mL4mol·L-1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解，放出2.24LNO（标准状况），往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为（）A、0.21molB、0.25molC、0.3molD、0.35mol提示:根据生成物中金属与硝酸根的比例关系可解2、铜与1mol/L的硝酸反应，如果硝酸根的浓度下降0.2mol/L,则溶液中的c（H+）同时下降（）A、0.2mol/LB、0.4mol/LC、0.6mol/LD、0.8mol/L规律:与铜反应的稀硝酸（稀硝酸与铁反应也都符合）中有1/4的硝酸根被还原为气体3、向21.6gFe粉和Cu粉的混合物中加入1L1mol/LHNO3，充分反应，放出NO气体且金属有剩余。则反应后溶液中c(NO-3)为（忽略溶液体积的变化）（）A、0.45mol/LB、0.6mol/LC、0.75mol/LD、0.9mol/L规律:与铜反应的稀硝酸（稀硝酸与铁反应也都符合）中有3/4的硝酸根还在溶液中4、把6mol铜投入含8mol硝酸和2mol硫酸稀溶液中，则标准状况下放出的气体的物质的量为（）A、2molB、3molC、4molD、5mol规律:含硝酸的混合酸与金属反应时都要使用离子方程式解题5、等体积的两份稀酸溶液，一份为amol.L-1的硝酸溶液；另一份为硝酸和硫酸的混合溶液，硝酸浓度为amol.L-1硫酸的浓度为bmol.L-1。若分别向两份溶液加入过量的铜粉，产生的气体体积为1:2（都只生成NO），则a:b的值是()A、1:2B、2:1C、3:2D、1:4提示:含硝酸的混合酸与金属反应时都要使用离子方程式解题6、38.4克铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后共收集到气体22.4升(标准状况),反应消耗的HNO3的物质的量至少是（）A、1.0molB、1.6molC、2.2molD、2.0×10-3mol提示:根据氮元素守恒，硝酸中的氮最终只以两种形式存在7、amolFeO与bmolCu2S投入到cmol/L的硝酸中恰好完全反应生成NO，共消耗硝酸VL，所得澄清溶液成分可看作为Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、H2SO4的混合液，则反应中未被还原的硝酸不可能为（）A、(3a+4b)molB、molbaVC)310(C、(3a+2b)×63gD、(189a+252b)g提示:根据生成物中金属与硝酸根的比例关系、反应中电子守恒关系可解8、64gCu投入适量的浓硝酸充分反应后，铜粉完全溶解，收集到20.2L标准状态下的气体，如向此气体通入适量氧气可以使气体全部被水吸收，则氧气的体积为（）A、5.6LB、11.2LC、16.8LD、22.4L3提示:根据反应中氮元素先、后的得、失电子守恒关系可解9、2.4gCu投入适量的浓硝酸充分反应后，铜粉完全溶解，收集到1.2L标准状态下的气体，如将此气体通过足量水，最后收集到标准状况下气体的体积为（）A、560mLB、448mLC、600mLD、400mL提示:根据金属失电子数与硝酸的最终得电子数守恒关系可解10、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336mlN2O4（都已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化纳溶液，生成沉淀的质量为（）A、7.04gB、8.26gC、8.51gD、9.02g提示:根据反应中金属与硝酸的电子守恒、金属失电子与结合氢氧根数目相等可解11、将11.2g的Mg—Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的x气体。再向所得溶液中加入过量的NaOH溶液，产生21.4g沉淀。根据题意推断气体x的成分可能是A、0.3molNO2和0.3molNOB、0.1molNO、0.2molNO2和0.05molN2O4C、0.2molNO2和0.1molN2O4D、0.6molNO提示:根据反应中金属与硝酸的电子守恒、金属失电子与结合氢氧根数目相等可解12、室温下，将33.6g铁粉加到硝酸溶液中，两者全部参加反应，同时收集到11.2L气体（标准状况）下列说法正确的是A原溶液是浓硝酸，含HNO3的量为3.6molB原溶液必是稀硝酸，含HNO3的量为2.4molC原溶液必是稀硝酸，含HNO3的量为1.6mol～2.4molD原溶液必是稀硝酸，含HNO3的量为2.0mol13、将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸溶液中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全部是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol·L-1的NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g，则下列有关叙述中正确的是（）A．开始加入合金的质量可能为16.4gB．参加反应的硝酸的物质的量为0.1molC．生成沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100mLD．标况下产物NO的体积为22.4L14、将Fe和Cu质量比为7:8的混合粉末加入到1000mL0．4mol·L-1稀硝酸中充分反应（生成物只有NO气体），则使硝酸完全反应的金属粉末质量最少为（）A、6.0gB、6.4gC、7.2gD、7.8g提示:根据反应物中金属与硝酸的比例关系可解、铁与稀硝酸反应的两种情况的选择15、取xg铜和镁的合金完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生8960mL的NO2气体和672mL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17.02g，则x等于（）A．8.64gB．9.00gC．9.20gD．9.44g16、取一定质量的均匀固体混合物Cu、Cu2O和CuO，将其分成两等分，取其中一份用足量的氢气还原，测得反应后固体质量减少6.40g，另一份加入500ml稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，则所用硝酸的物质的量浓度为A、3.2mol/LB、3.6mol/LC、4.0mol/LD、无法判断17、取ag的固体混合物Fe、Fe2O3、和CuO，加入120ml4mol/L的稀硝酸恰好完全反应，且同时收集到标准状况下NO气体1344ml。另取一份ag相同的固体混合物用足量的氢气还原，测得反应后固体质量为Ａ、a-3.36Ｂ、a-1.92Ｃ、a-3.84Ｄ、a-4.48提示:使用拆分法把反应的硝酸拆为只表现酸性的（与金属氧化物氧结合为水，无气体）及表现酸性和氧化性（与还原性金属元素反应产生气体）两种。18、已知Fe3+的氧化性比Cu2+强。现将amolFe粉和bmolCu粉的混合物与含cmol硝酸的稀溶液充分反应，设还原产物只有NO气体。下列结论①．若只有一种氧化产物，则3c=8a②．若只有两种氧化产物，被还原的硝酸物质的量为0.25cmol③．若有三种氧化产物，被还原的硝酸物质的量为0.25cmol4④．若剩余金属0.5amol，则氧化产物为一种或二种。其中正确的是（）A．只有②B．①②C．②③D．③④提示:分多种情况讨论法:只有两种氧化产物时产物为①Fe3+和Cu2+硝酸可能有多余、②Fe2+和Cu2+硝酸没有多余；有三种氧化产物时产物为Fe3+、Cu2+和Fe2+硝酸一定没有多余，再结合与铜反应的硝酸中有1/4的硝酸根被还原为气体。19、铜和硝酸反应的物质的量的关系如图所示，纵坐标表示消耗铜的物质的量，横坐标表示消耗硝酸的物质的量，坐标图中各条线表示下列反应：A、铜和浓硝酸B、铜和稀硝酸C、铜和被还原的浓硝酸D、铜和被还原的稀硝酸Q表示反应；P表示反应；S表示反应；T表示反应。20、氨气、氯化氢气体发生喷泉实验后所得溶液的浓度为，二氧化氮气体发生喷