硝酸与金属反应(祁).pptx

硝酸与金属反应的计算硝酸与金属反应的计算老祁课件考例直击考例直击（2013四川）四川）1.52g 铜镁合金完全溶解于铜镁合金完全溶解于50mL 密度为密度为1.40g/mL、质量分数为、质量分数为63%的浓硝酸中，得到的浓硝酸中，得到NO2和和N2O4的的混合气体混合气体 1120mL（标准状况），向反应后的溶液中加入（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉沉淀。下列说法不正确的是淀。下列说法不正确的是()A该合金中铜与镁的物质的量之比是该合金中铜与镁的物质的量之比是2：1B该浓硝酸中该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是的物质的量浓度是14.0 mol/LCNO2和和N2O4的混合气体中，的混合气体中，NO2的体积分数是的体积分数是80%D得到得到2.54 g沉淀时，加入沉淀时，加入NaOH溶液的体积是溶液的体积是600 mL观察不同金属与硝酸反应的化学方程式，发现只观察不同金属与硝酸反应的化学方程式，发现只要硝酸的还原产物相同，则硝酸的还原产物与硝要硝酸的还原产物相同，则硝酸的还原产物与硝酸的物质的量之比相同。酸的物质的量之比相同。金属与硝酸反应的有关计算，包含了电子守恒、金属与硝酸反应的有关计算，包含了电子守恒、电荷守恒、原子守恒等多种守恒原理，抓住本质，电荷守恒、原子守恒等多种守恒原理，抓住本质，串联各种守恒关系，可得到以下计算硝酸用量的串联各种守恒关系，可得到以下计算硝酸用量的等量关系：等量关系：还原产物得电子数还原产物得电子数=金属失去电子数金属失去电子数电子守恒电子守恒 电荷守恒电荷守恒 电荷守恒电荷守恒 原子守恒原子守恒=金属所带正电荷数金属所带正电荷数=所结合的所结合的NO3-数数n(HNO3)总总=还原产物中还原产物中N原子物质的量原子物质的量+金属离子结合的金属离子结合的NO3-物质的量物质的量n(HNO3)总总=还原产物中还原产物中N原子物质的量原子物质的量+得电子物质的量得电子物质的量还原产还原产物物（1mol）还原产物还原产物中中N原子原子(mol)得电子得电子（mol）HNO3（mol）NO134NO2112N2O2810NH4NO32810例例1：一定量的铝铁合金与：一定量的铝铁合金与 300 mL 2 mol/L 硝硝酸反应生成酸反应生成 3.36 L NO(标准状况标准状况)和三价铁盐、和三价铁盐、铝盐等，再向反应后的溶液中加入铝盐等，再向反应后的溶液中加入 3 mol/L NaOH 溶液，使铝铁元素全部转化为沉淀，则所溶液，使铝铁元素全部转化为沉淀，则所加加 NaOH 溶液的体积是溶液的体积是A.150 mL B.200 mL C.450 mL D.无法计算无法计算A 例例2：14 g 铁粉全部溶于某稀硝酸中，恰好反应，铁粉全部溶于某稀硝酸中，恰好反应，放出放出 NO 气体后得到溶液气体后得到溶液 1 L。称量所得溶液，。称量所得溶液，发现比原硝酸溶液增重发现比原硝酸溶液增重 8 g。则原溶液中硝酸的。则原溶液中硝酸的浓度为浓度为A.0.4 mol/L B.0.6 mol/L C.0.8 mol/L D.1.0 mol/LC 无论生成无论生成2价还是价还是3价铁，价铁，Fe(NO3)2 和和 Fe(NO3)3 中所含中所含 NO3个数恰好与对应个数恰好与对应 Fe 失电子数相等，而失电子数相等，而 Fe 失电子数失电子数 NO 分子数分子数3。n(NO)0.2 mol14g-8g30g/mol例例3：一定量铜在某浓硝酸溶液中完全溶解。已：一定量铜在某浓硝酸溶液中完全溶解。已知参加反应的知参加反应的 30 g HNO3 中被还原的中被还原的 HNO3 质质量为量为 13 g，则生成的，则生成的 NO 和和 NO2 的体积比为的体积比为(同温同压下测定同温同压下测定)A.1:1 B.1:2 C.2:11 D.4:1C例例4：m g 铜与一定浓度的硝酸完全反应放出铜与一定浓度的硝酸完全反应放出 V1 L 气体，将所得气体通过足量水后，收集到气体，将所得气体通过足量水后，收集到 V2 L气体，欲使气体，欲使 V2 L气体完全转化为硝酸，所需氧气体完全转化为硝酸，所需氧气的物质的量为气的物质的量为(气体体积均在标准状况下测定，气体体积均在标准状况下测定，且不考虑有且不考虑有 N2O4 生成生成)。A.V1/89.6mol B.3V2/89.6 mol C.m/128mol D.无法计算无法计算 BC 例例5：锌与硝酸反应，若有：锌与硝酸反应，若有 1 mol 硝酸参加反应，硝酸参加反应，就有就有 0.8 mol 电子发生转移，此时硝酸的还原产电子发生转移，此时硝酸的还原产物中氮元素的化合价为物中氮元素的化合价为_。例例6：为了测定某铜银合金的组成，将：为了测定某铜银合金的组成，将 17.2 g 合合金溶于金溶于 50 mL 11.0 mol/L 的浓硝酸中，待合金的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体完全溶解后，收集到气体4.48 L(标准状况标准状况)，并，并测得溶液的测得溶液的 pH0。假设反应后溶液的体积仍为。假设反应后溶液的体积仍为 50 mL。试计算。试计算被还原的硝酸的物质的量；被还原的硝酸的物质的量；合金中银的质量分数。合金中银的质量分数。n(HNO3)被还原被还原n(气体气体)0.20 mol n(HNO3)反应反应11.0 mol/L0.050 L 1 mol/L0.0500.50 mol设合金中铜、银物质的量分别为设合金中铜、银物质的量分别为x、y，则，则64 g/molx108 g/moly17.2 g 又，产物又，产物Cu(NO3)2、AgNO3中含中含NO3物质的量物质的量各为各为2x、y，据，据 N守恒可得守恒可得2xy0.20 mol0.50 mol 解解得得 y0.10 mol，故，故 W(Ag)100%62.8%例例7：6.4 g 铜与过量的硝酸铜与过量的硝酸(60 mL 8 mol/L)充充分反应后，硝酸的还原产物有分反应后，硝酸的还原产物有 NO2、NO，反应，反应后溶液中所含后溶液中所含 H 为为 n mol，此时溶液中所含此时溶液中所含 NO3 物质的量为物质的量为 A.0.28 molB.0.31 mol C.(n0.2)molD.(n0.4)molC 因反应后溶液中仅含有因反应后溶液中仅含有 Cu2、NO3 和和 H n(NO3)2n(Cu2)n(H)0.1mol2n mol(n0.2)mol 例例8：76.8 mg 铜和适量浓硝酸反应，铜全部溶铜和适量浓硝酸反应，铜全部溶解后，解后，如果如果 NO3 离子减少离子减少 2103 mol，则溶，则溶液中液中 H 同时下降同时下降 A.2.2103 mol B.3.2103 mol C.4.4103 mol D.4103 molC 例例9：3.25 g 某金属单质跟过量稀硝酸反应时，某金属单质跟过量稀硝酸反应时，未观察到有气体放出，但测知生成物中有未观察到有气体放出，但测知生成物中有 NH4NO3。当向反应后的溶液中加入过量热的烧。当向反应后的溶液中加入过量热的烧碱溶液时，有气体放出，其体积为碱溶液时，有气体放出，其体积为 280 mL(标标准状况准状况)，求，求如用如用 R 表示该金属，写出表示该金属，写出 R 与硝酸反应的化与硝酸反应的化学方程式。学方程式。R 是哪种金属？是哪种金属？(写出推断过程写出推断过程)例例10取一定质量的取一定质量的Fe、Cu混合物粉末平均分成混合物粉末平均分成三份：三份：第一份加入到第一份加入到100mL某稀硝酸中，充某稀硝酸中，充分反应后，剩余金属分反应后，剩余金属18.8g，并放出，并放出0.10molNO气体；气体；第二份加入到第二份加入到200mL相同浓度的稀硝相同浓度的稀硝酸中，充分反应后，剩余金属酸中，充分反应后，剩余金属9.6g；第三份加第三份加入到过量相同浓度的稀硝酸中，金属完全反应，入到过量相同浓度的稀硝酸中，金属完全反应，求：求：此稀硝酸的物质的量浓度。此稀硝酸的物质的量浓度。中产生中产生NO的物质的量。的物质的量。每份金属混合物中，含每份金属混合物中，含Fe、Cu的物质的量。的物质的量。使使中金属完全溶解，至少还需加入此稀硝酸中金属完全溶解，至少还需加入此稀硝酸的体积及又放出的体积及又放出NO的物质的量。的物质的量。中生成中生成NO的总物质的量和消耗硝酸的总物的总物质的量和消耗硝酸的总物质的量。质的量。例例11：甲、乙、丙三个研究小组为探究制备：甲、乙、丙三个研究小组为探究制备Cu(NO3)2的最佳方案，用以下三种方法由的最佳方案，用以下三种方法由Cu粉粉制制Cu(NO3)2溶液。溶液。甲组用甲组用agCu粉，在加热的条件下，与空气充粉，在加热的条件下，与空气充分反应，然后将生成的分反应，然后将生成的CuO全部溶于全部溶于vmL稀稀HNO3中，制得中，制得Cu(NO3)2溶液。则消耗的溶液。则消耗的O2的物的物质的量是质的量是 mol，C(HNO3)大于大于 mol/L。乙组用乙组用agCu粉，全部溶于过量的稀粉，全部溶于过量的稀HNO3中，中，测得生成气体的物质的量是测得生成气体的物质的量是 mol，消耗的，消耗的HNO3的物质的量是的物质的量是 mol。为消除污染，将。为消除污染，将生成的气体通入水中并同时通入生成的气体通入水中并同时通入O2，使生成的气，使生成的气体完全溶于水再生为体完全溶于水再生为HNO3，则消耗，则消耗O2的物质的的物质的量是量是 mol。丙组用丙组用agCu粉全部溶于过量的浓粉全部溶于过量的浓HNO3中，中，测得生成气体的物质的量是测得生成气体的物质的量是 mol（不考虑（不考虑NO2转化成转化成N2O4），消耗的），消耗的HNO3的物质的量的物质的量是是 mol；若丙组用；若丙组用agCu粉全部溶于一定粉全部溶于一定量的浓量的浓HNO3中，测得生成的气体在标准状况中，测得生成的气体在标准状况下体积为下体积为bL（不考虑（不考虑NO2转化成转化成N2O4），则消），则消耗的耗的HNO3的物质的量是的物质的量是 mol，为消除污染，为消除污染，将生成的气体通入将生成的气体通入NaOH溶液中，气体被完全溶液中，气体被完全吸收，产物只有吸收，产物只有NaNO3、NaNO2和和H2O，则生，则生成成NaNO2的物质的量是的物质的量是 mol，NaNO3的物的物质的量是质的量是 mol。