硝酸的各種計(jì)算類型.doc

硝酸的相關(guān)計(jì)算可能用到的原子量：Cu-64 Ag-108 Fe-56 O-16 Mg-24一、從反應(yīng)的本質(zhì)看:在濃硝酸中放入銅片：1、開始反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O Cu +4H+2NO3=Cu2+ +2NO2+2H2O2、若銅有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的化學(xué)方程式為 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 3Cu +8H+ +2NO3=3Cu2+ +2NO+4H2O 3、反應(yīng)停止后，再加入少量的25的稀硫酸，這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是(用離子方程式表示)3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO+4H2O 二、計(jì)算的技巧：1、利用N守恒計(jì)算：參加反應(yīng)的硝酸一部分顯酸性，生成硝酸鹽，另一部分作氧化劑，一般轉(zhuǎn)化為氮的氧化物(NO或NO 2)，根據(jù)氮元素守恒解題。濃HNO3+足量Cu(金屬)型:M+HNO3=M(NO3)X+氮的氧化物+H2O根據(jù)氮元素守恒，分析硝酸的去向： n(起氧化性作用硝酸)=n(NO)+n(NO2)n(起酸性作用硝酸)=n(金屬)金屬化合價(jià) n(參加反應(yīng)的總硝酸)=n(起氧化性作用硝酸)+n(起酸性作用硝酸)=n(NO)+n(NO2)+n(金屬)金屬化合價(jià)例1將1.92g銅粉與一定量濃硝酸恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為1120mL。(假設(shè)反應(yīng)中只產(chǎn)生NO或NO 2)則消耗硝酸的物質(zhì)的量為 mol。A0.12 B0.11 C0.09 D0.08解析：因?yàn)?.03mol Cu 參加反應(yīng)生成 Cu(NO3)2 對應(yīng)0.06mol HNO3 顯酸性，0.05mol氮的氧化物(NO或NO2)對應(yīng)0.05molHNO3起氧化性作用，所以共消耗硝酸0.11mol。答案選B【鞏固練習(xí)】若將12.8g銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng)，銅消耗完時(shí)，共產(chǎn)生5.6L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量為 mol。 解析：【鞏固練習(xí)】38.4gCu跟適量的濃HNO3反應(yīng)，Cu全部反應(yīng)后共收集到氣體22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，反應(yīng)中作氧化劑的硝酸與總消耗的HNO3的物質(zhì)的量比( ) A511 B611 C56 D65解析：【變式訓(xùn)練】將25.6gCu與1.4mol濃硝酸恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為( )L。(假設(shè)反應(yīng)中只產(chǎn)生NO或NO2) 解析：2、利用得失電子守恒計(jì)算：計(jì)算原理: 金屬轉(zhuǎn)移的電子氮元素轉(zhuǎn)移的電子只生成NO: n(金屬)金屬化合價(jià)n(NO)3只生成NO2: n(金屬)金屬化合價(jià)n(NO2)1NO和NO2都生成: n(金屬)金屬化合價(jià)n(NO)3+n(NO2)1例2某金屬單質(zhì)和濃硝酸反應(yīng)時(shí)，每有0.25mol單質(zhì)反應(yīng)就消耗1mol濃硝酸，反應(yīng)中濃HNO3還原為NO2，則金屬氧化后的化合價(jià)是( )A+1 B+2 C+3 D+4解析：【變式訓(xùn)練】某金屬與濃硝酸恰好完全反應(yīng)生成NO2(可加熱)，消耗金屬和硝酸的物質(zhì)的量之比為14，則該金屬可能是( )ACu BAg CAl DZn解析：【知識拓展】某金屬單質(zhì)跟一定濃度的硝酸反應(yīng)，假定只產(chǎn)生單一的還原產(chǎn)物。當(dāng)參加反應(yīng)的單質(zhì)與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為21時(shí)，還原產(chǎn)物是( )ANO2 BNO CN2O DN2解析：3、利用電荷守恒計(jì)算: 一般應(yīng)用于硝酸有剩余的反應(yīng)，反應(yīng)后存在:n(NO3)n(H+)+2n(Cu2+)例36.4g銅與過量的硝酸(8mol/L、60mL)充分反應(yīng)后，硝酸的還原產(chǎn)物有NO、NO2，反應(yīng)后溶液中所含H+離子為nmol，此時(shí)溶液中所含NO3的物質(zhì)的量為( ) A0.28mol B0.31mol C(n+0.2)mol D(n+0.4)mol解析：【變式訓(xùn)練】6.4g銅與60mL8mol/L硝酸反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物有NO、NO2。銅完全溶解后，測得溶液中NO3的物質(zhì)的量濃度為0.32mol/L，此時(shí)溶液中所含的H+物質(zhì)的量濃度為( )A0.12mol B0.22mol C0.32mol D0.38mol解析：4、HNO3+H2SO4+Cu或硝酸鹽+H2SO4+Cu用離子方程式解題: 計(jì)算原理:3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO +4H2O Cu +4H+2NO3=Cu2+ +2NO2+2H2O例4在1molKNO3和4molH2SO4的混合稀溶液中，加入1.5molCu粉，充分反應(yīng)后，生成的氣體在標(biāo)況下的體積約為_L。 A5.6L B11.2L C22.4L D33.6L解析：【鞏固練習(xí)】在某100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是：0.4mol/L、0.1mol/L。向該混合液中加入1.92g銅粉，加熱，待充分反應(yīng)后，所得溶液中的Cu2+的物質(zhì)的量濃度(mol/L)是( ) A0.15 B0.225 C0.35 D0.45解析：5、從反應(yīng)物的始態(tài)和終態(tài)看： 終態(tài)法的運(yùn)用使許多復(fù)雜問題簡單化,在化學(xué)計(jì)算中具有非常重要的地位。例5銅鎂合金4.6g完全溶于濃硝酸中，反應(yīng)中硝酸被還原，只產(chǎn)生4480mLNO2 氣體和 336mLN2O4氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，反應(yīng)后溶液中加足量NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量為 g。解析：反應(yīng)中銅鎂合金失去電子，最終轉(zhuǎn)化為 Cu(OH)2 和 Mg(OH)2 沉淀，比較始態(tài)和終態(tài)，固體增加的質(zhì)量為OH的質(zhì)量，而OH的物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量，再根據(jù)氣體計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量：n(e)=4480mL /22400mLmol-1+(336mL/22400mLmol-1)2=0.23mol所以沉淀的質(zhì)量為：4.6+0.2317=8.51g計(jì)算沉淀質(zhì)量：n(金屬所失的電子)=n(金屬離子結(jié)合的OH)【鞏固練習(xí)】5.1g鎂鋁合金完全溶于過量濃硝酸中，反應(yīng)中共產(chǎn)生11.2 NO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，若在反應(yīng)后溶液中加入適量的氫氧化鈉溶液，則生成沉淀質(zhì)量最多為( ) A13.6g B7.8g C5.8g D4g解析：【變式訓(xùn)練】5.1g鎂鋁合金完全溶于過量濃硝酸中，反應(yīng)中共產(chǎn)生11.2 NO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，若在反應(yīng)后溶液中加入足量的氫氧化鈉溶液，則生成沉淀質(zhì)量為( ) A13.6g B7.8g C5.8g D4g解析：【變式訓(xùn)練】一定量的鋁鐵合金與300mL2mol/L的稀硝酸反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LNO和三價(jià)鐵鹽、鋁鹽，再向反應(yīng)后的溶液中加入3mol/LNaOH溶液，使鋁鐵元素全部轉(zhuǎn)化為沉淀，則所加NaOH溶液體積為 mL。 解析：【知識拓展】將32g銅粉與140mL一定量濃硝酸恰好完全反應(yīng)，銅完全溶解應(yīng)后收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。(假設(shè)反應(yīng)中只產(chǎn)生 NO 或NO2 )請回答：(1)NO的體積為 L，NO2的體積為 L。解析：(2)待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入180mL5mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+ 全部沉淀，則原硝酸的濃度為 mol/L。解析：6、極限法計(jì)算HNO3與Fe反應(yīng): 計(jì)算原理:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO +2H2O 3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO +4H2O所得溶質(zhì)為硝酸鐵或硝酸亞鐵或混合物例6把22.4g鐵完全溶解于某濃度的硝酸中，反應(yīng)只收集到0.3molNO2 和0.2molNO。下列說法正確的是( ) A反應(yīng)后生成的鹽只有Fe(NO3)3B反應(yīng)后生成的鹽只有Fe(NO3)2 C產(chǎn)物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量之比為13 D產(chǎn)物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量之比為31解析：用極限法判斷：22.4g(0.4mol)鐵如完全轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)3轉(zhuǎn)移0.43=1.2mol電子，如完全轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2轉(zhuǎn)移0.42=0.8mol電子，反應(yīng)中實(shí)際轉(zhuǎn)移0.31+0.23=0.9mol電子，所以產(chǎn)物中既有Fe(NO3)2又有Fe(NO3)3，分別設(shè)Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量分別x、y：據(jù)鐵元素守恒有：x+y=0.4，據(jù)得失電子守恒有：2x+3y=0.9解之：x=0.3 y=0.1， 答案選D【知識拓展】在500mL、2mol/L的稀硝酸中加入16.8g鐵，充分反應(yīng)后生成還原產(chǎn)物NO mol(假設(shè)反應(yīng)中還原產(chǎn)物只有NO)。解析：7、混合金屬與HNO3反應(yīng)的計(jì)算:例7測定某銅銀合金的成分，將30g合金完全溶解于80mol、濃度為13.5mol/L的濃硝酸中，合金完全溶解后，收集到6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的混合氣體，并測得溶液的氫離子濃度為1mol/L，設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80mL。(1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量。 (2)合金中各金屬成分。(3)收集到的混合氣體中NO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。解析：(1)被還原的硝酸就是作氧化劑的硝酸,即生成的氣體就對應(yīng)被還原的硝酸，所以：n(被還原的硝酸)=6.72/22.4=0.3mol(2)設(shè)合金中銅銀的物質(zhì)的量分別為x、y則顯酸性的硝酸的物質(zhì)的量為2x+y因反應(yīng)后溶液的氫離子濃度為1mol/L，則未參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.081據(jù)質(zhì)量守恒有：64x+108y=30，據(jù)氮元素守恒有：2x+y+6.72/22.4=0.0813.50.081解得x=0.3 y=0.1(3)設(shè)混合體積中NO和NO2的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，根據(jù)二者體積及電子轉(zhuǎn)移守恒，則：a+b=6.72/22.4=0.3，3a+b0.32+0.11解得a=0.1 b=0.1故混合氣體中NO2的體積=0.1mol22.4L/mol=2.24L【鞏固練習(xí)】為了測定某銅銀合金的組成，將17.2g合金溶于50mL11.0mol/L的濃硝酸中，待合金完全溶解后，只生成NO2和NO氣體，共4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，并測得此時(shí)溶液中硝酸的物質(zhì)的量濃度為1.0mol/L假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為50mL。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)。【知識拓展】為測定某銅銀合金的成分，將6.2g合金溶于40mL3