高中化学硝酸与金属反应的计算.docx
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1、 一、从反应的本质看:金属与硝酸反应的实质是金属与H+和NO3-共同作用.例如:铜与稀硝酸反应的实质是:3Cu +8H+2NO3- =3Cu2+4H2O +2NO Fe2+与稀硝酸反应的实质是: 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,该物质可能是( ) 。A. Fe2(SO4)3 B. Na2CO3 C. 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
2、加入不足量的硝酸,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m2g, 则m1与m2的关系是( )。A. m1一定大于m2 B. m1一定等于m2 C. m1可能等于m2 D. m1可能大于m2解析: 铁铜混合物与不足量的硝酸反应后生成硝酸盐,即溶液中的盐含有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+2H2O Fe(OH)2+2H+,现向Fe(NO3)2溶液中加入足量的稀硫酸,则溶液的颜色( ) 。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
3、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和 H2SO4的物质的量浓度分别是 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+的物质的量浓度是( )。A. 0.15 B. 0.225 C. 0.35 D. 0.45解析: 题中告诉了HNO3和H2SO4的物质的量浓度,可以求出H+和NO3-的物质的量分别是 0.06 mol, 0.04 mol, 0.03 mol Cu,显然要判断过量,
4、NO3-和Cu 过量.按照 H+的量代入离子方程式计算.答案 选B。二、从硝酸在反应中的作用:参加反应的硝酸一部分显酸性,生成硝酸盐,另一部分作氧化剂,一般转化为氮的氧化物(NO或NO2),根据氮元素守恒解题。例5.将25.6 mg Cu 与1.410-3mol 的浓硝酸恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为 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 mol HNO3显酸性,所以25.6 mg Cu 完全反应,必然有0.810-3mol 的硝酸显酸性,其余的硝酸中的氮全转移到NO或NO2中,即有1 mol HNO3作氧
5、化剂就有1 mol 氮的氧化物(NO或NO2)。答案13.44mL.。例6.将1.92 g 铜粉与一定量浓硝酸恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为 1120 mL。(假设反应中只产生NO或NO2)则消耗硝酸的物质的量为 mol。A. 0.12 B. 0.11 C.0.09 D.0.08解析: 因为0.03 mol Cu 参加反应生成 Cu(NO3)2对应 0.06 mol HNO3显酸性,0.05 mol 氮的氧化物(NO或NO2)对应0.05 mol HNO3作氧化剂,所以共消耗硝酸0.11 mol。答案 选B。例7.为测定某铜银合金的成分,将30 g 合金完全溶解于80 m
6、ol、浓度为 13.5 mol/L的浓硝酸中,合金完全溶解后,收集到6.72 L(标准状况下)的气体 (假设反应中只产生NO或NO2),并测得溶液的pH=0 , 假设反应后溶液的体积仍80 mL。(1)被还原的硝酸的物质的量.(2)合金中各金属成分.解析:(1)被还原的硝酸就是作氧化剂的硝酸,即生成的1 mol 氮的氧化物就对应 1 mol 被还原的硝酸:所以:n=6.72/22.4=0.3 mol(2)设合金中铜银的物质的量分别为x、y则显酸性的硝酸的物质的量为2x + y因为PH=0则反应后溶液的氢离子浓度为1 64x+108y=30 2x+y+6.72/22.4=0.0813.50.08
7、1 (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 的硝酸充分反应,铜完全溶解,反应后溶液中的H+的物质的量为a mol.(假设反应中只产生NO或NO2),此时溶液中所含NO3-的物质的量为 mol。A. 0.28 B. 0.31 C. a+0.2 D. a+0.4解析: 6.4 g Cu反应后生成0.1 mol Cu (NO3)2,再加上 HNO3中的 NO3-。即得答案 C 。 三、从得失电子守恒的角度.一般情况下:金属失去的电子被+5价的氮得到,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
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