(完整版)守恒法巧解金属与硝酸反应的计算题

1、守恒法巧解金属与硝酸反应的计算题 一. 原子守恒法例 1.38.4gcu 与适量浓反应，当铜全部作用后，共收集到标准状况下的气体 22.4l（不考虑 （ ）a. b.c. d.解析：在 cu 与转化为的反应中，），反应消耗的硝酸的物质的量可能是起氧化剂和酸两种作用。因收集到的气体可能是和的混合气体，由 n 原子守恒知：所以有：答案为 c。二. 电子守恒法例 2. 铜和镁的合金 4.6g 完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生的气体和的气体（都已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为（ ） a. 9.02g b. 8.51gc. 8.26g d. 7.04

2、g解析：分析题意可知，最后生成的沉淀为与的混合物，其质量等于合金的质量与所结合的+2 价的阳离子，由电子守恒得的质量之和。又铜、镁与硝酸反应生成。代入有关数据可得，所以结合的的物质的量为，故。答案为 b。例 3. 14g 铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与（标准状况）混合，通入水中，恰好被全部吸收，则合金中铜的质量为（ ）a. 1.4g b. 2.4gc. 3.2g d. 6.4g解析：因硝酸的浓度未知，故根据方程式计算有困难。分析反应的整个流程知，失电子数等于转化为氮的氧化物的过程中得到的电子数，氮的氧化物失电子数等于得到的电子数，故失电子总数等于得到的电子数。设，根据质量守恒

3、和电子得失守恒可列式：解得：所以答案为 c。三. 电荷守恒法例 4. 3.2g 铜与过量的浓硝酸（）充分反应，硝酸的还原产物有 no 和，反应后溶液中的，则此时溶液中所含物质的量为（ ）a. b.c. d.解析：本题用常规法较繁。分析题意知：反应后的溶液中含有的离子有：，应用电荷守恒：即所以答案为 b。金属与硝酸反应的过程中，金属失去的电子数一定等于硝酸还原为氮的氧化物时获得的 电子数。灵活运用这一电子守恒法，往往能使复杂问题简单化，对于快速、准确地解决这一 类题型有很大帮助。例 1 足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和 no2、n2o4、no 的混合气体，这些 气体与 1.68lo2（

4、标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得 硝酸铜溶液中加入 5moll-1naoh 溶液至 cu2+恰好完全沉淀，则消耗 naoh 溶液的体积是 （ ）a60ml b45mlc30ml d15ml解析：本题包含三个反应过程：cu+hno3cu2+混合气体(no2、n2o4、no)；混合气 体(no2、n2o4、no)+o2+h2ohno3；cu2+2oh-cu(oh)2。根据电子守恒，在反应中 cu 失去电子的物质的量与反应中 o2 获得电子的物质的量相等，即 2n(cu2+)4n(o2)，得：n(cu2+)2n(o2)20.15mol。由反应可知，n(naoh)2n(

5、cu2+)0.3mol，所以 naoh 溶液的体积为：0.06l60ml。故答案应为 a。例 2 将 32.64g 铜与 140ml 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的 no 和 no2 混合气体 在标准状况下的体积为 11.2l。请回答：1 no 的体积为 l，no2 的体积为 l。2 待产生的气体全部释放后，向溶液中加入 vml a moll-1 的 naoh 溶液，恰好使溶液 中的 cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 moll-1。3 欲使铜与硝酸反应生成的气体在 naoh 溶液中全部转化为 nano3，至少需要 30%的双氧 水 g 。解析：设混合气体中 no 和 no2

6、的物质的量分别为 xmol 和 ymol，则 x+y0.5， 由于反应过程中电子守恒（得失电子相等），故 3x+y2，解、组成的方程组得： x0.26，y0.24。则 no 的体积为：0.26mol22.4 lmol-15.8l，no2 的体积为：11.2l 5.8l5.4l。根据氮原子守恒可知，n(hno3)n(nano3)+n(no)+n(no2)n(naoh)+0.5mol(av10-3+0.5)mol，则原硝酸溶液的浓度为：moll-1。 由反应过程中电子转移守恒可知，no 和 no2 全部变成 nano3 所失去的电子数等于cu 与 hno3 反应所失去的电子数，即n(e-)2mol1.02mol，故 n(h2o2)0.51mol， 因此，需要 30%的双氧水的质量为：57.8g。巩固练习：（2002上海）0.03mol 铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物(no、no2、n2o4) 混合气体共 0.05mol。该混合气体的平均相对分子质量可能是（ ）a30 b46c50 d66（答案