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1、硝酸与金属反应的计算是一个难点,本文从思维角度加以阐述,供大家参考。 一、从反应的本质看: 金属与硝酸反应的实质是金属与H+和NO3-共同作用. 例如:铜与稀硝酸反应的实质是: 3Cu+8H++2NO3- ===3Cu2++4H2O+2NO↑ Fe2+与稀硝酸反应的实质是: 3Fe2++4H++NO3- ===3Fe3++2H2O+NO↑ 例1.铜粉放入稀硫酸溶液后,加热后无明显现象发生,当加入下列一种物质后,铜粉质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体产生,该物质可能是( )。 A. Fe2(SO4)3 B. Na2CO3 C. K
2、NO3 D.FeSO4 解析:铜不能与稀硫酸反应,但稀硫酸提供H+,盐提供NO3-，构成强氧化条件，能溶解铜并产生气体。答案选 C。 例2.铁铜混合物加入不足量的硝酸,反应后,剩余金属m1g,再向其中加入一定量稀硫酸.充分振荡后,剩余金属m2g,则m1与m2的关系是( )。 A.m1一定大于m2 B.m1一定等于m2 C.m1可能等于m2 D. m1可能大于m2 解析:铁铜混合物与不足量的硝酸反应后生成硝酸盐,即溶液中的盐含有NO3-,再加稀硫酸提供H+,发生氧化还原反应,会再溶解一部分金属。答案选A。 例3.已知Fe2+可以水解:Fe2+
3、+2H2OFe(OH)2+2H+，现向Fe(NO3)2溶液中加入足量的稀硫酸,则溶液的颜色( )。 A.浅绿色加深 B.颜色变浅 C.溶液变黄 D.无法判断 解析:原Fe(NO3)2溶液中含有NO3-,再加入稀硫酸提供H+,发生氧化还原反应，3Fe2++4H++NO3- ===3Fe3++2H2O+NO↑ 溶液变黄,答案选 C 例4.在100mL混合溶液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol/L,0.1mol/L向该混合液中加入1.92g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是( )。 A.0.15
4、 B. 0.225 C. 0.35 D. 0.45 解析:题中告诉了HNO3和H2SO4的物质的量浓度,可以求出H+和NO3-的物质的量分别是0.06mol, 0.04mol,0.03molCu,显然要判断过量,NO3-和Cu过量.按照H+的量代入离子方程式计算.答案选B。 二、从硝酸在反应中的作用: 参加反应的硝酸一部分显酸性,生成硝酸盐,另一部分作氧化剂,一般转化为氮的氧化物(NO或NO2),根据氮元素守恒解题。 例5.将25.6mgCu与1.4×10-3mol的浓硝酸恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体
5、积为 ml。(假设反应中只产生NO或NO2) 解析:因为1molCu参加反应生成Cu(NO3)2对应2molHNO3显酸性,所以25.6mgCu完全反应,必然有0.8×10-3mol的硝酸显酸性,其余的硝酸中的氮全转移到NO或NO2中,即有1molHNO3作氧化剂就有1mol氮的氧化物(NO或NO2)。答案13.44mL.。 例6.将1.92g铜粉与一定量浓硝酸恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为1120mL。(假设反应中只产生NO或NO2)则消耗硝酸的物质的量为 mol。 A.0.12 B. 0.11
6、 C.0.09 D.0.08 解析: 因为0.03molCu参加反应生成Cu(NO3)2对应0.06molHNO3显酸性,0.05mol氮的氧化物(NO或NO2)对应0.05molHNO3作氧化剂,所以共消耗硝酸0.11mol。 答案选B。 例7.为测定某铜银合金的成分,将30g合金完全溶解于80mol、浓度为 13.5mol/L的浓硝酸中,合金完全溶解后,收集到6.72L(标准状况下)的气体(假设反应中只产生NO或NO2),并测得溶液的pH=0 ，假设反应后溶液的体积仍80mL。 (1)被还原的硝酸的物质的量. (2)合金中各金属成分.
7、解析:(1)被还原的硝酸就是作氧化剂的硝酸,即生成的1mol氮的氧化物就对应1mol被还原的硝酸:所以: n=6.72/22.4=0.3mol (2)设合金中铜银的物质的量分别为x、y则显酸性的硝酸的物质的量为2x+y 因为PH=0则反应后溶液的氢离子浓度为1 64x+108y=30① 2x+y+6.72/22.4=0.08×13.5–0.08×1②(氮元素守恒) 解得x=0.3 y=0.1 例8.将6.4gCu与80mol/L60mL的硝酸充分反应,铜完全溶解,反应后溶液中的H+的物质的量为amol.(假设反应中只产生NO或NO2),此时
8、溶液中所含NO3-的物质的量为 mol。
