硝酸与金属反应得计算一、从反应得本质瞧:金属与硝酸反应得实质就是金属与H+与NO3－共同作用.例如:铜与稀硝酸反应得实质就是: 3Cu +8H＋+2NO3- ==＝3Ｃu2＋+4H2O +2NＯ↑Fe２+与稀硝酸反应得实质就是: 3Ｆｅ２+ + 4Ｈ＋+ NO3- =＝= 3Fe３＋+ 2Ｈ２O + NO↑例1.铜粉放入稀硫酸溶液后,加热后无明显现象发生,当加入下列一种物质后,铜粉质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体产生,该物质可能就是( ) 、A、 Fe2 (ＳO4) 3B、 Nａ2CO3Ｃ. KNO3 D.ＦeSO4解析:铜不能与稀硫酸反应,但稀硫酸提供Ｈ+, 盐提供ＮＯ3—,构成强氧化条件,能溶解铜并产生气体、答案选 C。

例2。

铁铜混合物加入不足量得硝酸,反应后,剩余金属m1ｇ,再向其中加入一定量稀硫酸、充分振荡后, 剩余金属m2 ｇ, 则m1与m2得关系就是( )。

A、m1一定大于ｍ２Ｂ、m1一定等于m2 C. m1可能等于m2D、 m1可能大于m2解析: 铁铜混合物与不足量得硝酸反应后生成硝酸盐,即溶液中得盐含有ＮＯ3—,再加稀硫酸提供H+,发生氧化还原反应,会再溶解一部分金属。

答案选A、例3。

已知Ｆｅ2+可以水解:Ｆe2＋＋2H２OFe(OH) 2+2H+,现向Fe(NO3)2溶液中加入足量得稀硫酸,则溶液得颜色( ) 、A. 浅绿色加深 B。

颜色变浅 C.溶液变黄 D.无法判断解析:原Fe (ＮＯ3)２溶液中含有NO３-,再加入稀硫酸提供H+,发生氧化还原反应,３Ｆｅ２+ +4Ｈ+ + ＮO3- ＝== 3Fｅ3＋+ 2H2Ｏ+NO↑溶液变黄,答案选 C例4。

在100 ｍＬ混合溶液中, HNO3 与H2SO4 得物质得量浓度分别就是0。

4 mｏl/Ｌ, 0、1 mｏｌ/L 向该混合液中加入1、９2 g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中Cu2+ 得物质得量浓度就是( )。

A、0。

15 B。

0.2２5 C。

0。

3５D。

０、４5解析: 题中告诉了HNO3与H２SＯ4得物质得量浓度,可以求出H+ 与NO３- 得物质得量分别就是0.06mｏl, 0.04 mol, 0。

03moｌCu,显然要判断过量, NO3—与Ｃｕ过量.按照Ｈ+ 得量代入离子方程式计算、答案选B。

二、从硝酸在反应中得作用:参加反应得硝酸一部分显酸性,生成硝酸盐,另一部分作氧化剂,一般转化为氮得氧化物(NＯ或NO 2),根据氮元素守恒解题。

例5、将25。

6ｍg Cu 与1.４×1０-3ｍol 得浓硝酸恰好完全反应,反应后收集到得气体在标准状况下得体积为 ml。

(假设反应中只产生NO或NＯ２)解析: 因为1 mol Cｕ参加反应生成Cｕ(NO3)2对应2 molＨNO3 显酸性,所以25、６ｍg Cu完全反应,必然有0、8×10—3 mol 得硝酸显酸性,其余得硝酸中得氮全转移到ＮＯ或NO ２中,即有1 mol HＮO3 作氧化剂就有１mol氮得氧化物(ＮO或NO2)、答案13。

44mL、。

例6、将1.9２ｇ铜粉与一定量浓硝酸恰好完全反应,反应后收集到得气体在标准状况下得体积为1１20ｍL、(假设反应中只产生ＮＯ或NＯ2)则消耗硝酸得物质得量为 mｏl。

A. ０、12 B。

０。

11 C。

0、0９D。

0.08解析: 因为0.03ｍｏl Cu参加反应生成Ｃu(NO３)２对应0.0６moｌＨNO3 显酸性,０、05 mol 氮得氧化物(NO或ＮO2)对应0.0５mol HNO３作氧化剂,所以共消耗硝酸0。

11 mｏl。

答案选B、例7、为测定某铜银合金得成分,将30g 合金完全溶解于80 moｌ、浓度为 13、５mol/L 得浓硝酸中,合金完全溶解后,收集到6、72 L(标准状况下)得气体(假设反应中只产生NO 或ＮO2),并测得溶液得pH=0 ,假设反应后溶液得体积仍80 mＬ。

(1)被还原得硝酸得物质得量。

(2)合金中各金属成分、解析:(1)被还原得硝酸就就是作氧化剂得硝酸,即生成得 1 moｌ氮得氧化物就对应1m ｏｌ被还原得硝酸:所以:n=6、72/22.４＝0、3 ｍol(2)设合金中铜银得物质得量分别为ｘ、y则显酸性得硝酸得物质得量为2x + y因为ＰＨ＝0则反应后溶液得氢离子浓度为１64ｘ+108y=30 ① 2x+y+6、72/2２.４＝0。

08×13、5–0、0８×1②(氮元素守恒) 解得ｘ＝0、3 y=０。

１例8、将6.4 g Cｕ与80 mol／L 60 mL 得硝酸充分反应,铜完全溶解,反应后溶液中得H+ 得物质得量为 a mol。

(假设反应中只产生NＯ或NO2),此时溶液中所含NO3－得物质得量为ｍol。

Ａ、0。

28 B、0.31 C. ａ+０、２ D. a＋0。

4解析: 6、４g Cｕ反应后生成0、１ｍol Ｃu (NＯ3)２,再加上HＮO３中得NO3-。

即得答案C。

三、从得失电子守恒得角度。

一般情况下:金属失去得电子被+5价得氮得到,转化为ＮO 或ＮO2 ,根据得失电子解题。

例9。

在Cu与稀硝酸反应中,如果有1 mｏl 硝酸被还原,则被氧化得铜得物质得量为mo ｌ。

A .3/８ B. ８/3 C . ３/2 D。

2/３解析:设被氧化得铜得物质得量为x ｍol.则根据得失电子守恒有:１×(5－2)=2x, 答案选C例10。

题见例7 (3)求生成得气体得成分。

解析: (2)已解出铜银得物质得量分别为0、3 、０。

1,则NO与ＮO２得物质得量得关系式为:0、３×２+0、１×1＝３n(ＮO)＋n(NO2) ①(得失电子守恒) ｎ(NＯ)+ n(NＯ)=6.72/22.４②2解得ｎ(NＯ)=0。

2 n(NO2)=0、1四、从反应始态与最终状态瞧。

终态法得运用使许多复杂问题简单化,在化学计算中具有非常重要得地位、例11。

铜镁合金4。

6 ｇ完全溶于浓硝酸中,若反应中硝酸被还原,只产生４４８0 mL NO ２气体与3３6 mL N2O4气体(标准状况下)、反应后得溶液中加足量NaＯH溶液,生成沉淀得质量为 g。

解析: 反应中铜镁合金失去电子,最终转化为Cu(OH)2 与Mg(OH)２沉淀,比较始态与终态,固体增加得质量为ＯH-得质量,而OＨ—得物质得量等于转移得电子得物质得量,再根据气体计算转移得电子得物质得量:n=4480 ｍＬ/22400 mL·mｏｌ—1+(33６ｍＬ/2２４０0mL·ｍｏl－)×2=0。

23 mｏl、所以沉淀得质量为: ４、６＋0。

23×17=８。

５１ｇ例12、１。

92g Cu投入到一定量得浓硝酸中,铜完全溶解,生成得气体得颜色越来越浅,共收集到６72 ｍＬ得气体(标准状况下)。

将盛有此气体得容器倒扣在水槽中,通入标准状况下一定体积得氧气,恰好使气体完全溶于水,则通入得氧气得体积为ｍL。

A 。

168Ｂ。

2２4 C 、33６ D。

504解析: 从反应得始态与最终状态瞧,铜在反应中失去电子,氧气在反应中得电子,设通入得氧气得体积为x mL,则:(1、9２/64)×２=(x/2２４００) ×4 解得:ｘ=336, 答案选C。

例13、将32.64ｇ铜粉与140 mL一定量浓硝酸恰好完全反应,铜完全溶解,反应后收集到得气体在标准状况下得体积为11、2 L。

(假设反应中只产生NＯ或ＮO2 )请回答:(1)ＮＯ得体积为 mL;NＯ2得体积为ｍL。

(2)待产生得气体全部释放后,向溶液中加入v mL ａmol/Ｌ得NaＯH 溶液,恰好使溶液中得Ｃu2+ 全部沉淀,则原硝酸得浓度为 a mol/L(3)欲使铜与硝酸反应生成得气体在溶液中完全转化为NaＮO3 ,至少需要3０%得双氧水 g。

解析:(1)设反应中产生NO与NO2得体积分别为x、ｙ(据得失电子守恒有)x+y=１1、2①(x/22、４)×３＋(ｙ/２2、4) ×１＝(32。

６4/64)×２解得x=5.824 L y＝5。

376L(2)根据反应后得溶液中只有一种溶质ＮaNＯ3,设原硝酸得物质得量浓度为C(由氮元素守恒)则0。

1４×Ｃ=10-3 ×ｖ×a + 11。

２／22.4, 得原硝酸得浓度为: C= (10—3va+0。

5)/0。

14(3)从反应得始态与最终状态瞧,铜在反应中失去电子,双氧水在反应中得到电子,需要30％得双氧水得质量为m 则(据得失电子守恒有):(32。

64／６4)×２=〔(３0％×ｍ)/３４〕×2解得:m=57、8 ｇ五、从极限得角度。

硝酸与铁反应,随用量得不同,产物可能就是Fe(NO3)2 或Fe(NO３)３这时可用极限法解。

如果产生得气体产物不单一,可能也要用极限法解。

例14。

把22、4 g铁完全溶解于某浓度得硝酸中,反应只收集到０。

３mol NO2 与0。

2 mol NO、下列说法正确得就是( )、A。

反应后生成得盐只有Ｆe(NO３)3 B。

反应后生成得盐只有Fe(NO ３)2C、产物中Fe(NO3)2与Fe(NＯ3)3得物质得量之比为1:3 D.产物中Fe(NO3)2与Fe(ＮＯ)3得物质得量之比为3:１3解析:用极限法判断:22、4 g铁如完全转化为Fｅ(ＮＯ3)3转移１、２ｍｏl电子; 如完全转化为Fｅ(NO3)２转移０.8 mol 电子,反应中实际转移０、３×１＋0。

2×3＝0、9 mol 电子,所以产物中既有Fe(NＯ3)2又有Fｅ(NＯ3)３这,分别设Ｆe(NO３)２与Ｆe(NO3)3得物质得量分别x、ｙ,则(据得失电子守恒有) : x+y=0.４①2×x＋3×y=0。

９②解之:x＝0、３y=0。

1, 答案选D。

例 1５、0、03 mol 得铜完全溶于硝酸,产生氮得氧化物NO、NO2、N２Ｏ４,混合气体共０。

05 ｍol,该混合气体得平均相对分子量可能就是( )。

A . 30 Ｂ。

46 C、５０Ｄ、6６解析:假设0.05 mol 气体全就是NO则转移0。

１5 mol 电子;假设0.０5 mｏl气体全就是NO2则转0。

05 mol电子;假设0.０5 mol气体全就是N2O4则转移0.１mｏl电子,而实际0。

03 mol 得铜在反应中转移0、０６mol得电子,因为0、０6介于0、０5 与0。

15 之间;０、0５与0。

1 之间;所以用极限法判断组成可能有两种极限。

(1) 气体为NO2与NO得混合气体。

解:设ＮO2与NO得物质得量分别为x、y则(据得失电子守恒) :x+y＝0。

0５①x+3y=0。

０6②解之:ｘ=0、045 y＝0.005,所以平均相对分子量为:(４6×９＋3０×1)／10=44、4(2)气体为NO2与Ｎ2O４得混合气体:解:设NO2与Ｎ2Ｏ4得物质得量分别为x、y则(据得失电子守恒) :ｘ+y=0。