金识源专版高中化学 专题四 硫、氮和可持续发展小结小结素材 苏教版必修1

守恒思想在HNO3的综合计算中的应用我们在做化学计算时要有整体意识，全局观念，抓住题目中发生化学变化的实质，弄清来龙去脉，利用守恒思想，许多问题就会有新思路。例1：单质铁溶于一定浓度的HNO3中反应的化学方程式如下：aFe+bNO3-+cH+ = dFe2+f Fe3+gNO+hN2O+kH2O(化学计量数均为正整数)请你用已掌握的知识研究出下列规律：（1）c、g、h的关系是 （2）b、c、d、f的关系是 （3）d、f、g、h的关系是 （4）若a12，铁和硝酸恰好完全反应，则b的取值范围是 ， c的取值范围是 10H 4H 解析：（1）这里考查反应前后H、O原子的守恒关系。若只从“cH+gNO+hN2O”去分析，似乎H+与NO、N2O之间没有什么联系，思路不易展开。但只要抓住反应中H全部转化为“H2O”，“NO、N2O全是由NO3转变而来”，必有NO3 NO 2H2O 和2NO3 N2O+5H2O ，进而总结出c=4g+10h(2)这里考查离子电荷守恒的关系。反应中反应物微粒所带的电荷数和生成物微粒所带的电荷必定相等。b、c、d、f恰好是反应方程式中各种离子的化学计量数，因此根据bNO3-+cH+ = dFe2+f Fe3+就可得出c-b=2d+3f(3) 这里考查电子守恒的关系。d、f、g、h恰好是电子得失有关的四种产物的化学式，其中“dFe2+f Fe3+”决定失去电子总数，“gNO+hN2O”决定得到电子总数，所以有2d+3f=3g+8h.(4)可以用极限思维的方法来解决。这里要注意三个前提：一是a12；二是铁和硝酸恰好完全反应；三是每种物质的化学计量数均为正整数（即产物中既要有Fe2+,又要有Fe3+,既要有NO又要有N2O ）。有12molFe完全反应时，只有当“Fe Fe2”、“NO3N2O”时消耗的NO3 、H 最少：由4Fe+2NO3+10H=4Fe2+N2O+5H2O 计算可得6mol NO3 ,30mol H . 有12molFe 完全反应时，只有当“Fe Fe3”、“NO3NO”时消耗的NO3 、H 最多：由Fe+NO3+4H=Fe3+NO+2H2O 计算可得12mol NO3 ,48mol H所以有6b12,30c0.005mol所以0.005mol n(Cu)0.015mol.例3：铁和铝合金1.39g完全溶于含0.16mol HNO3的热浓硝酸中，（设反应中硝酸不挥发不分解）生成标况下VLNO2 与NO的混合气体X及溶液Y。反应后往溶液Y中逐滴加入1mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与滴入的NaOH溶液体积关系如图所示。 n(沉淀)（1） 原合金中铁的质量分数是 （2） V的数值等于 气体X中比为 100 110 v（NaOH溶液） 解析：（1）Al(OH)3的物质的量为1mol/L0.01L0.01mol 铁的质量为1.39g-27g/mol0.01mol=1.12g铁的质量分数是1.12g1.39g100%=80.6%(2) Al3 + 3OH = Al(OH)30.01mol 0.03molFe2 + 3OH = Fe(OH)3 0.02mol 0.06mol过量的硝酸为（0.1-0.03-0.06）mol=0.01mol0.01mol Al(NO3)3 中含 N为0.03mol0. 02mol Fe(NO3)3中 N为0.06mol根据N原子守恒，NO和 NO2 总物质的量为(0.16-0.03-0.06-0.01)mol=0.06mol设NO物质的量为x，NO2物质的量为yx+y = 0.06mol N原子守恒3x+y = (0.03+0.06)mol 电子得失守恒x =