金属与硝酸反应的计算.ppt

1、金属与硝酸反应的计算,计算的依据: 电子守恒 原子守恒 利用离子方程式计算,2.25.6mgCu跟含有1.410-3 mol的硝酸恰好完全反 应,反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为 A7.84 mL B13.44 mL ( ) C15.68 mL D17.92 mL,1.(2000年全国高考题)下列块状金属在常温下能全部 溶于足量浓HNO3的是 ( ) A. Ag B. Cu C. Al D. Fe,AB,B,【解析】扩放数据,简化计算 n(Cu)=0.4mol,生成0.4molCu(NO3)2,故生成 气体为1.4mol-0.4mol2=0.6mol，气体体积为 0.622.4=13

2、.44L。,n(被还原的硝酸)=n(反应的硝酸)-n(未被还原的硝酸) = n(反应的硝酸)-2n(Cu2+),3.某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比 为2:5，则HNO3的还原产物是 （ ） A.NH4NO3 B.N2O C.NO D.NO2,AB,解析:若二价金属(M)为2mol,生成2molM(NO3)2,未被还原的硝酸4mol,被还原的硝酸1mol,根据得失电子数相等,HNO3中N元素被还原成+1价,应为N2O;NH4NO3中N元素的平均化合价为+1价。答案AB。,变形.26g锌和含63gHNO3的稀溶液正好反应，生成的还原产物式量可能是 （ ） A.80 B.44

3、 C.46 D.28,AB,解析:n(Zn):n(HNO3)=26/65:63/63=0.4:1=2:5,4.某单质能与浓硝酸反应，若参加反应的单质与硝酸 的物质的量之比为14，则该元素在反应中所显示的 化合价可能是 （ ） A.+1 B. +2 C. +3 D. +4,BD,解析:浓硝酸NO2 若为金属: 金属的化合价 M 被还原的硝酸 未被还原的硝酸 NO2 M(NO3)X +1 1mol 1moL 1moL 12 +2 1mol 2mol 2mol 14 +3 1mol 3mol 3mol 16 若为非金属则为+4: C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O,5.某金属单质跟一定

4、浓度的硝酸反应，假定只产生 单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原硝酸的物 质的量之比为21时，还原产物是 （ ） A. NO2 B. NO C. N2O D. N2,C,解析: 金属的化合价 M 被还原的硝酸 还原产物 +1 2mol 1moL N2O3 +2 2mol 1mol N2O +3 2mol 1mol -1价N不存在 +4 2mol 1mol NH4+,6.38.4毫克铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后共收 集到气体22.4毫升(标准状况),反应消耗的硝酸的物质 的量可能是 （ ） A. 1.010-3 mol B.1.610-3 mol C. 2.210-3 mol D.2.

5、010-3 mol,C,【解析】扩放数据,简化计算 n(Cu)=0.6mmol,生成0.6mmolCu(NO3)2,未被还原的硝酸 为1.2mol; 被还原的HN031mol ; 消耗的HNO3:1+1.2=2.2mol,7.(03上海)硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料.19.2g纯铜粉理论上可制得纯净硝酸铜晶体的质量为 ( ) A .28.2g B.56.4g C .64.2g D. 72.6g,BD,解析:nCu(NO3)2=n(Cu)=19.2/64=0.3mol Cu(NO3)2和Cu(NO3)2XH2O都是晶体。 若为Cu(NO3)2,质量为0.3mol188g/mol

6、=56.4g, 若为Cu(NO3)2XH2O,由于结晶水为整数，晶体的质量： =0.3（188+18X）=56.4+5.4；X=1时，61.8g；,8. 76.8 mg Cu与一定量浓硝酸反应，铜作用完全后,如果NO3-减少210-3 mol,则溶液中H+同时下降A.2.2 10-3 mol B.3.2 10-3 mol ( ) C.4.4 10-3 mol D.4.8 10-3 mol,C,解析:n(Cu)=1.210-3mol 被还原的硝酸=210-3mol 参加反应的HNO3=21.210-3+210-3=4.410-3mol 则溶液中H+减少4.410-3mol 3Cu+8HNO3(稀

7、) =3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O,9.(2000年上海市)铜和镁的合金4.6g完全溶于 浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480 mL的NO2气 体和336 mL的N2O4气体（气体的体积已折算到标准状 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. 8.51g C. 8.26g D. 7.04g,B,解析:n(NO2)=0.2mol、n(N2O2)=0.015mol; HNO3得到电子n(e-)=0.21+0.0152=0.23mol 4.6gCu和Mg失去电子0

8、.23mol=4.6gCu2+和Mg2+正电荷 0.23mol=Cu2+、Mg2+生成沉淀结合OH-0.23mol m(沉淀)=4.6+0.2317=8.51（g）。,解析:沉淀的质量为金属Cu、Mg的质量加上OH-的质量： 由电子守恒知: Cu、Mg的物质的量之和为 n(Cu,Mg)2=4.48L/22.4L/mol+0.336L/22.4L/ mol2 n(Cu,Mg)=0.115mol 故沉淀的质量为: 4.6g+(0.115mol2)17g/mol=8.51g。,10.（02年上海）0.03 mol铜完全溶于硝酸,产生氮的氧化物 NO、NO2、N2O4混合气体共0.05 mol。该混合

9、气体的平均相对分 子质量可能是 ( ) A.30 B.46 C.50 D.66,解析:该题用极值法来求解，产物NO的相对分子质量是30，所以A选项是不可能的。 每生成1mol氮的氧化物气体得电子数 =0.06/0.5=1.2mol 假设混合气体中是NO和NO2（此时平均相对分子质量最小），则有以下关系： x+y=1 3x+y=1.2 解得：x=0.1mol、 y=0.9mol 平均摩尔质量=（0.130+0.946）/1mol =44.4g/mol,若混合气体中是NO2和N2O4（此时平均相对分子质量最大）,则： x+y=1 x+2y=1.2 解得：Y=0.2mol、 y=0.8mol 则混合

10、气体的平均相对分子质量为55.2。 混合气体的平均相对分子质量应满足 44.4Mr55.2。 【答案】BC,BC,3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O,浓HNO3 :n(反应HNO3)=n(被还原HNO3)+n(未被还原HNO3) =n(NO2)+2n(Cu2+),稀HNO3 :n(反应HNO3)=n(被还原HNO3)+n(未被还原HNO3) =n(NO)+2n(Cu2+),11.将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应,铜耗完时,共产生气体5.6L（标准状况）。则所消耗的硝酸的物质的量是_,所得气体的平

11、均相对分子质量为_。,0.65mol,41.2,总结:n(反应HNO3)= n(被还原HNO3)+n(未被还原HNO3) = n(NO)+n(NO2)+2n(Cu2+),n(总HNO3)=n(氧化剂)+n(酸介质)+n(余),n(总HNO3)=n(气体) + 2n(Cu2+) +n(余),硝酸与金属反应的计算,硝酸与金属反应的计算,12.把7.2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体 1.6g,产生NO的混合气体0.08mol。则原HNO3溶液的物质的量浓度 为 ( ) A.3.5mol/L B.4.5mol/L C.7.0mol/L D.9.0mol/L,3Fe+8HNO3(

12、稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O (Fe多),Fe+4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 +NO+2H2O (Fe少),13.把7.2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体 1.6g,产生NO2和NO的混合气体0.08mol。若不考虑N2O4的存在,则 原HNO3溶液的物质的量浓度为 ( ) A.3.5mol/L B.4.5mol/L C.7.0mol/L D.9.0mol/L,C,C,14. 1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度 分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足 量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为 ( ) A.2.4g B.3.

13、2g C. 6.4g D.9.6g,解析:n(H+)=0.1+0.8=0.9(mol) n(NO3)=0.1mol 3Cu + 8H+ + 2NO3+=3Cu2+2NO+4H2O 3mol 8mol 2mol 0.9mol 0.1mol NO3-不足,溶解n(Cu)=0.15mol;m(Cu)=9.6(g),D,15.有一含0.04molH2SO4、0.04molHNO3的混合稀溶液，加入足量的铜粉，加热充分反应，最终可产生气体的物质的量是 （ ） A.0.01 mol B.0.03 mol C.0.04 mol D.0.01-0.03 mol,B,解析:n(H+)=0.08+0.04=0.1

14、2(mol) n(NO3)=0.04mol 3Cu + 8H+ + 2NO3+=Cu2+2NO+4H2O 3mol 8mol 2mol 0.12mol 0.04mol H+不足,n(NO)=0.12/4=0.03mol,16.3.2 g铜与过量硝酸反应，硝酸被还原为NO2和NO。反应后溶液中含H+ a mol,则此时溶液中含NO3-的物质的量为_mol。,(a+0.1),解析:反应后的溶液中溶质是:Cu(NO3)2和HNO3。 n(NO3-)=2n(Cu)+n(H+)=20.05+a=(0.1+a)mol,1、在浓硝酸中放入铜片： （1）开始反应的化学方程式为： _。实验现象为 。 （2）若铜

15、有剩余，则反应将结束时的反应方程式是 _。 （3）待反应停止后，再加入少量25的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是 _ _。,铜和硝酸反应的实验,H2SO4提供H+，NO3 -继续与Cu发生反应: 3Cu+8H+2NO3 = 3Cu2+2NO+4H2O,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu + 8HNO3 (稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O,固体不断溶解，溶液逐渐变蓝，产生红棕色气体,2.为探究铜与稀硝酸反应产生的是NO。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空的注射器，D是尾气处理装置（兼防倒吸功能）。,（2）在（1）中的“操作”

16、后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是 _。 B中反应的离子方程式是 _。,（1）设计装置A的目的是_。 为达到此目的，应如何操作 _。,利用生成的CO2将整个装置内的空气排尽，避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰,打开K，当装置C中产生白色沉淀时，关闭K,铜丝上有气泡产生，稀HNO3逐渐变为蓝色,3Cu+8H +2NO3- =3Cu2+2NO+4H2O,(3)装置E和F的作用是_,为实现此作用,其操作方法是_。,验证无色气体为NO,将注射器中的空气推入E中,6. m g Fe与n g HNO3的溶液恰好完全反应，若m:n=1:2.7，则该反应的化学方程式: _ _,金属与硝酸反应,其还原产物不为H2，而是+5价的N被还原到低价，有NO2、NO、N2，甚至NH4+等，这由金属的活动性及硝酸的浓度决定，而Fe的氧化产物则有Fe2+、Fe3+，若Fe过量，一般生成Fe2+ ；若硝酸过量，则生成Fe3+ 。本题需要根据Fe与HNO3的物质的量之比才能