資源簡(jiǎn)介

微專題十　守恒法突破硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算
1.硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律
(1)硝酸與金屬反應(yīng)時(shí),一部分被還原生成NO2(或NO),另一部分起酸的作用生成硝酸鹽,而且隨著硝酸濃度的減小,其還原產(chǎn)物會(huì)由NO2變?yōu)镹O。
(2)稀硝酸與鐵反應(yīng)時(shí),反應(yīng)產(chǎn)物與鐵的量有如下關(guān)系:
Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O ①
3Fe(過量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O ②
即:
2.常用的計(jì)算方法
(1)原子守恒法
HNO3和金屬反應(yīng)時(shí),一部分做氧化劑轉(zhuǎn)化為氮氧化物(NOx),另一部分起酸的作用,以N的形式存在于溶液中,NOx、N和消耗的HNO3有下列關(guān)系:n(HNO3)=n(NOx)+n(N)(N原子守恒)。
(2)得失電子守恒法
HNO3和金屬反應(yīng)時(shí),HNO3得電子的物質(zhì)的量和金屬失電子的物質(zhì)的量相等。
(3)電荷守恒法
當(dāng)HNO3過量時(shí),反應(yīng)后溶液中(不考慮OH-)有c(N)=c(H+)+n·c(Mn+)(Mn+表示金屬離子)。
(4)離子方程式計(jì)算法
當(dāng)金屬與H2SO4、HNO3的混合液[或H2SO4、M(NO3)n]反應(yīng)時(shí),一般根據(jù)離子方程式來計(jì)算,先做過量判斷,然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或N進(jìn)行計(jì)算。
1.在銅與稀HNO3的反應(yīng)中,若有1 mol HNO3被還原,則參加反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為(　　)
A. mol B. mol
C. mol D.3 mol
2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將1.92 g銅粉投入一定量濃硝酸中,隨著銅粉的溶解,反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺,當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12 L,則混合氣體中NO的體積為(　　)
A.112 mL B.1 008 mL
C.224 mL D.448 mL
3.把7.2 g鐵粉投入40 mL某HNO3溶液中,充分反應(yīng)后剩余固體1.6 g,產(chǎn)生NO2和NO的混合氣體0.08 mol。若不考慮N2O4的存在,則原HNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為(　　)
A.3.5 mol·L-1 B.4.5 mol·L-1
C.7.0 mol·L-1 D.9.0 mol·L-1
4.為了測(cè)定某銅銀合金的組成,將30.0 g合金溶于80.0 mL 13.5 mol·L-1的濃HNO3中。待合金完全溶解后,收集到氣體6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)并測(cè)得H+濃度為1 mol·L-1。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積為80.0 mL,試計(jì)算:
(1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量為___________________________________。
(2)合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________________________________________。
(3)確定6.72 L氣體中各成分的物質(zhì)的量為______________________________________。
答案精析
跟蹤訓(xùn)練
1.C
2.A　[混合氣體的總物質(zhì)的量為=0.05 mol,1.92 g銅粉的物質(zhì)的量為0.03 mol。設(shè)NO的物質(zhì)的量為n1 mol,則NO2的物質(zhì)的量為(0.05-n1) mol,根據(jù)得失電子守恒得3n1+(0.05-n1)×1=0.03×2,解得n1=0.005,V(NO)=0.005 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L=112 mL。]
3.C　[鐵粉剩余,硝酸必完全反應(yīng)而且產(chǎn)物為Fe(NO3)2,由N元素守恒,反應(yīng)后N元素一部分存在于NO2和NO的混合氣體中,另一部分存在于Fe(NO3)2中,反應(yīng)的n(Fe)==0.1 mol,所以c(HNO3)==7.0 mol·L-1。]
4.(1)0.3 mol　(2)36%　(3)n(NO)=0.2 mol、n(NO2)=0.1 mol
解析　(1)根據(jù)氮原子守恒可知被還原的硝酸的物質(zhì)的量即為生成氣體的物質(zhì)的量,所以被還原的硝酸的物質(zhì)的量為=0.3 mol。
(2)剩余硝酸是1 mol·L-1×0.08 L=0.08 mol,則參加反應(yīng)的硝酸為13.5 mol·L-1×0.08 L-0.08 mol=1.0 mol。設(shè)合金中Cu和Ag的物質(zhì)的量分別為x mol和y mol,則64x+108y=30.0,根據(jù)氮原子守恒可知2x+y=1.0-0.3=0.7,解得x=0.3,y=0.1,所以銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=36%。
(3)設(shè)混合氣體中NO、NO2的物質(zhì)的量分別是a mol、b mol,則a+b=0.3,根據(jù)得失電子守恒可知3a+b=0.3×2+0.1,解得a=0.2,b=0.1,即6.72 L氣體中NO為0.2 mol,NO2為0.1 mol。(共14張PPT)
守恒法突破硝酸與金屬反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算
微專題十
第3章
<<<
1.硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律
(1)硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分被還原生成NO2(或NO)，另一部分起酸的作用生成硝酸鹽，而且隨著硝酸濃度的減小，其還原產(chǎn)物會(huì)由NO2變?yōu)镹O。
(2)稀硝酸與鐵反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物與鐵的量有如下關(guān)系：
Fe(少量)+4HNO3(稀) ===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O ①
3Fe(過量)+8HNO3(稀) ===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O ②
即：
2.常用的計(jì)算方法
(1)原子守恒法
HNO3和金屬反應(yīng)時(shí)，一部分做氧化劑轉(zhuǎn)化為氮氧化物(NOx)，另一部分起酸的作用，以N的形式存在于溶液中，NOx、N和消耗的HNO3有下列關(guān)系：n(HNO3)=n(NOx)+n(N)(N原子守恒)。
(2)得失電子守恒法
HNO3和金屬反應(yīng)時(shí)，HNO3得電子的物質(zhì)的量和金屬失電子的物質(zhì)的量相等。
(3)電荷守恒法
當(dāng)HNO3過量時(shí)，反應(yīng)后溶液中(不考慮OH-)有c(N)=c(H+)+n·c(Mn+)
(Mn+表示金屬離子)。
(4)離子方程式計(jì)算法
當(dāng)金屬與H2SO4、HNO3的混合液［或H2SO4、M(NO3)n］反應(yīng)時(shí)，一般根據(jù)離子方程式來計(jì)算，先做過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或N進(jìn)行計(jì)算。
思維模型
跟蹤訓(xùn)練
1.在銅與稀HNO3的反應(yīng)中，若有1 mol HNO3被還原，則參加反應(yīng)的銅的物質(zhì)的量為
A. mol B. mol
C. mol D.3 mol
√
跟蹤訓(xùn)練
2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下將1.92 g銅粉投入一定量濃硝酸中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12 L，則混合氣體中NO的體積為
A.112 mL B.1 008 mL
C.224 mL D.448 mL
√
跟蹤訓(xùn)練
混合氣體的總物質(zhì)的量為=0.05 mol，1.92 g銅粉的物質(zhì)的量為0.03 mol。設(shè)NO的物質(zhì)的量為n1 mol，則NO2的物質(zhì)的量為(0.05-n1) mol，
根據(jù)得失電子守恒得3n1+(0.05-n1)×1=0.03×2，解得n1=0.005，V(NO)
=0.005 mol×22.4 L·mol-1=0.112 L=112 mL。
跟蹤訓(xùn)練
3.把7.2 g鐵粉投入40 mL某HNO3溶液中，充分反應(yīng)后剩余固體1.6 g，產(chǎn)生NO2和NO的混合氣體0.08 mol。若不考慮N2O4的存在，則原HNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為
A.3.5 mol·L-1 B.4.5 mol·L-1
C.7.0 mol·L-1 D.9.0 mol·L-1
√
跟蹤訓(xùn)練
鐵粉剩余，硝酸必完全反應(yīng)而且產(chǎn)物為Fe(NO3)2，由N元素守恒，反應(yīng)后N元素一部分存在于NO2和NO的混合氣體中，另一部分存在于Fe(NO3)2中，反應(yīng)的n(Fe)==0.1 mol，所以c(HNO3)=
=7.0 mol·L-1。
跟蹤訓(xùn)練
4.為了測(cè)定某銅銀合金的組成，將30.0 g合金溶于80.0 mL 13.5 mol·L-1的濃HNO3中。待合金完全溶解后，收集到氣體6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)并測(cè)得H+濃度為1 mol·L-1。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積為80.0 mL，試計(jì)算：
(1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量為　　　　　。
0.3 mol
跟蹤訓(xùn)練
根據(jù)氮原子守恒可知被還原的硝酸的物質(zhì)的量即為生成氣體的物質(zhì)的量，所以被還原的硝酸的物質(zhì)的量為=0.3 mol。
跟蹤訓(xùn)練
(2)合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　。
36%
剩余硝酸是1 mol·L-1×0.08 L=0.08 mol，則參加反應(yīng)的硝酸為13.5 mol·L-1
×0.08 L-0.08 mol=1.0 mol。設(shè)合金中Cu和Ag的物質(zhì)的量分別為x mol和y mol，則64x+108y=30.0，根據(jù)氮原子守恒可知2x+y=1.0-0.3=0.7，解得x=0.3，y=0.1，所以銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=36%。
跟蹤訓(xùn)練
(3)確定6.72 L氣體中各成分的物質(zhì)的量為　　　　　　　　　　　　　。
n(NO)=0.2 mol、n(NO2)=0.1 mol
設(shè)混合氣體中NO、NO2的物質(zhì)的量分別是a mol、b mol，則a+b=0.3，根據(jù)得失電子守恒可知3a+b=0.3×2+0.1，解得a=0.2，b=0.1，即6.72 L氣體中NO為0.2 mol，NO2為0.1 mol。

展開更多......

收起↑