硝酸与金属反应的计算守恒精品文稿.ppt

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1、硝酸与金属反应的计硝酸与金属反应的计算守恒算守恒第1页，本讲稿共21页n n与碱反应与碱反应与碱反应与碱反应n n与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应与碱性氧化物反应n n与弱酸盐反应与弱酸盐反应与弱酸盐反应与弱酸盐反应与酸碱指示剂？与酸碱指示剂？与酸碱指示剂？与酸碱指示剂？与金属反应？与金属反应？与金属反应？与金属反应？复习：复习：1 1、硝酸的强酸性、硝酸的强酸性强酸性强酸性:HNO3 H+NO3-遇蓝色石蕊试纸，先变红遇蓝色石蕊试纸，先变红,后褪色后褪色 无论活泼不活泼均不产生氢气无论活泼不活泼均不产生氢气第2页，本讲稿共21页复习复习2 2、硝酸的强氧化性、硝酸的强氧化性

2、Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO +4H2O 冷、浓冷、浓 硝酸硝酸 遇遇Al(Fe)Al(Fe)钝化钝化与金属反应与金属反应HNOHNO3 3遇遇A Au、PtPt不反应不反应,王水则可溶解王水则可溶解Au Au、PtPtHNOHNO3 3与与ZnZn反应反应,还原产物种类多还原产物种类多第3页，本讲稿共21页硝酸与金属反应的规律回顾硝酸与金属反应的规律回顾第4页，本讲稿共21页电子得失守恒电子得失守恒 原子守恒原子守恒Ag+4HNO3(稀稀)=3AgNO3+NO+2H2OAg+2HNO3(浓浓)=AgN

3、O3+NO2 +H2O 3Cu+8HNO3(稀稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O Fe+4HNO3(稀稀)=Fe(NO3)3+NO+2H2O Fe+6HNO3(浓浓)=Fe(NO3)3+3NO2 +3H2O浓浓HNOHNO3 3 的反应中的反应中:n(:n(氧化剂氧化剂)=n()=n(酸性介质酸性介质)稀稀HNOHNO3 3 的反应中的反应中:1/4:1/4 硝酸被还原硝酸被还原1 41 41 4规律规律回顾回顾第5页，本讲稿共21页电子得失守恒电子得失守恒 原子守恒原子守恒浓浓HNOHNO3 3:n(:n(氧化剂氧化剂

4、)=n()=n(酸性介质酸性介质)稀稀HNOHNO3 3:1/4:1/4 硝酸被还原硝酸被还原Ag+4HNO3(稀稀)=3AgNO3+NO+2H2OAg+2HNO3(浓浓)=AgNO3+NO2 +H2O 3Fe +8HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 1Fe+4HNO3(稀稀)=1Fe(NO3)3+1NO+2H2O Fe+6HNO3(浓浓)=Fe(NO3)3+3NO2 +3H2O(足量足量)(足量足量)规律规律回顾回顾第6页，本讲稿共21页热身：热身：将 x mol Fe 加入含 a mol HNO3的稀溶液

5、中，写出下列配比下的离子方程式（1）当 x 0.25 a mol 时，反应的离子方程式是_（2）当 x 0.375 a mol 时，反应的离子方程式是_（3）把6.72克铁放入100mL 4 mol/L的稀硝酸中，反应的离子方程式是_（1 1）Fe+4HFe+4H+NO+NO3 3-=Fe=Fe3+3+NO+2H+NO+2H2 2OOKEY:KEY:（2 2）3Fe+8H3Fe+8H+2 NO+2 NO3 3-=3 Fe=3 Fe2+2+2 NO+4H+2 NO+4H2 2OO（3 3）6Fe+20H6Fe+20H+5NO+5NO3 3-=3Fe=3Fe3+3+3Fe+3Fe2+2+5NO +

6、10H+5NO +10H2 2OO第7页，本讲稿共21页n(n(总总HNOHNO3 3)=n()=n(氧化剂氧化剂)+n()+n(酸介质酸介质)+n()+n(余余)n(n(总总HNOHNO3 3)=n()=n(气体气体)+2)+2n(Cun(Cu2+2+)+n()+n(余余)n(n(总总HNOHNO3 3)=2)=2n(Cu)+n(Cu)+2 2n(Cun(Cu2+2+)+)+n(n(余余)n(NOn(NO3 3-)=2)=2n(Cun(Cu2+2+)+)+n(Hn(H+)若若Cu、Ag若若Cu、Ag且浓且浓HNO3若若剩余溶液剩余溶液2 2n(Cu)n(Cu)2 2n(Cu)n(Cu)=电子

7、守恒电子守恒 原子守恒原子守恒 利用离子方程式计算利用离子方程式计算第8页，本讲稿共21页电子得失守恒电子得失守恒原子守恒原子守恒利用离子方程式计算利用离子方程式计算第9页，本讲稿共21页 例例 铜铜和和镁镁的的合合金金4.6g4.6g完完全全溶溶于于浓浓硝硝酸酸，若若反反应应中中硝硝酸酸被被还还原原只只产产生生4480 4480 mLmL的的NONO2 2气气体体和和336 336 mLmL的的N N2 2O O4 4气气体体（气气体体的的体体积积已已折折算算到到标标准准状状况况），在在反反应应后后的的溶溶液液中中，加加入入足足量量的的氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液，生生成成沉沉淀淀的的质质量量为

8、为 ()()A.9.02g B.8.51g A.9.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g C.8.26g D.7.04g B浓浓HNOHNO3 3 的反应中的反应中:n(:n(氧化剂氧化剂)=n()=n(酸性介质酸性介质)第10页，本讲稿共21页例例 物质的量之比为物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是（被还原的硝酸的物质的量之比是（）n nA.1：4 B.1：5 n n C.2：3 D

9、.2：5A A电子守恒电子守恒 原子守恒原子守恒 利用离子方程式计算利用离子方程式计算第11页，本讲稿共21页n n例把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电子守恒电子守恒 原子守恒原子守恒 利用离子方程式计算利用离子方程式计算第12页，本讲稿共21页例例 足量铜与一定量浓硝酸反应足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和得到硝酸铜溶液和NONO2 2、N N2 2O

10、O4 4、NONO的混合气体的混合气体,这些气体与这些气体与1.68 L O1.68 L O2 2(标准状况标准状况)混混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所若向所得硝酸铜溶液中加得硝酸铜溶液中加 入入5 mol/L NaOH5 mol/L NaOH溶液至溶液至CuCu2+2+恰好完全沉淀恰好完全沉淀,则消耗则消耗NaOHNaOH溶液的体积是溶液的体积是 （）A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mLA.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL 解析解析 O O2 2为氧化剂，为氧化剂，CuCu为还

11、原剂，为还原剂，HNOHNO3 3仅仅发生仅仅发生 了复分解反应，则了复分解反应，则n n（CuCu）=2=2n n(O(O2 2)=0.15 mol)=0.15 mol，n n(NaOH)=2n(Cu)=0.3 mol,(NaOH)=2n(Cu)=0.3 mol,V V(NaOH)=(NaOH)=0.06 L=60 mL =0.06 L=60 mL，故选，故选A A。A电子守恒电子守恒 原子守恒原子守恒 利用离子方程式计算利用离子方程式计算第13页，本讲稿共21页n n例将14g铜银合金与足量的HNO3反应，放出的气体与标准状况下体积为1.12L的O2混合后再通入水中，恰好全部吸收，则合金中

12、铜的质量为 ()A 3.2g B 4.8g C 6.4g D 10.8g A电子守恒电子守恒 原子守恒原子守恒 利用离子方程式计算利用离子方程式计算第14页，本讲稿共21页离子方程式计算法离子方程式计算法 金属与金属与H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3的混合酸反应时，由于硝酸盐中的混合酸反应时，由于硝酸盐中NONO3 3-在在H H2 2SOSO4 4提供提供H H+的条件下能继续与金属反应，因此此的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断,然后根然后根据完全反应的金属或据完全反应的金属或H H+或或NONO进行

13、相关计算，且溶液中进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。要符合电荷守恒。第15页，本讲稿共21页电子守恒电子守恒 原子守恒原子守恒 利用离子方程式计算利用离子方程式计算n n例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 3.2g C 6.4g D 9.6g D第16页，本讲稿共21页例例 将将3.20g Cu3.20g Cu溶于溶于B mol/LB mol/L过量的硝酸溶液过量的硝酸溶液30.0 mL30.0 mL中，假设硝酸的中，假设硝酸的还原产物只有还原产物只有NONO2

14、2和和NONO，反应结束后，将所剩溶液加水稀释至，反应结束后，将所剩溶液加水稀释至1000 mL1000 mL，测得，测得c c(NO(NO3 3)0.200 mol/L0.200 mol/L。(1)(1)试求稀释后溶液的试求稀释后溶液的pHpH。(2)(2)生成的气体中生成的气体中NONO2 2和和NONO的物质的量的物质的量(可以含有可以含有B B的代数式表示的代数式表示)。(3)(3)用用NaOHNaOH溶液吸收氮的氧化物是防止溶液吸收氮的氧化物是防止NOxNOx污染的一种方法。污染的一种方法。原理为：原理为：2NO2NO2 22NaOH2NaOHNaNONaNO3 3NaNONaNO2

15、 2HH2 2OO，NONONONO2 22NaOH2NaOH2NaNO2NaNO2 2HH2 2OO若生成的混合气体能被若生成的混合气体能被NaOHNaOH溶液完全吸收，试讨论溶液完全吸收，试讨论B B的取值范围。的取值范围。电子守恒电子守恒 原子守恒原子守恒 利用离子方程式计算利用离子方程式计算第17页，本讲稿共21页例 镁铁混合物49g，溶解在过量某浓度的稀硝酸中，完全反应得到标况下气体224L（假设气体全为NO），则向反应后的溶液中加入足量的烧碱，则可生成沉淀的质量为n nA6gB8gC10gD12g电子守恒电子守恒 原子守恒原子守恒 利用离子方程式计算利用离子方程式计算C第18页，本

16、讲稿共21页将将32.64 g32.64 g铜与铜与140 mL140 mL一定浓度的硝酸一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的反应，铜完全溶解产生的NONO和和NONO2 2混合气体在标混合气体在标准状况下的体积为准状况下的体积为11.2 L11.2 L。请回答：。请回答：(1)NO(1)NO的体积为的体积为 L L，NONO2 2的体积为的体积为_ _ L L。(2)(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V V mL mL a a mol/L mol/L的的NaOHNaOH溶液，恰好使溶液中的溶液，恰好使溶液中的CuCu2+2+全部转化全部转化成沉淀，

17、则原硝酸溶液的浓度为成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为 _ _ mol/Lmol/L。(3)(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOHNaOH溶液中全溶液中全部转化为部转化为NaNONaNO3 3，至少需要，至少需要30%30%的双氧水的双氧水 _ _ g g。第19页，本讲稿共21页解析解析 (1)(1)设反应得到的设反应得到的NONO为为x x mol mol，NONO2 2为为y y mol mol解题思路为化合价升降相等（铜元素化合价的升解题思路为化合价升降相等（铜元素化合价的升高等于高等于N N元素化合价的降低）元素化合价的降低）(2)(2)参加反应的硝酸的物质

18、的量为参加反应的硝酸的物质的量为n n（NaOHNaOH）+n n（NONOx x），所以），所以c c（HNOHNO3 3）=（aVaV1010-3-3+0.5+0.5）/0.14 mol/L 0.14 mol/L第20页，本讲稿共21页(3)(3)加入双氧水的目的是将氮氧化合物氧化成加入双氧水的目的是将氮氧化合物氧化成+5+5价的价的硝酸盐，根据氧化还原反应的电子得失相等（电子硝酸盐，根据氧化还原反应的电子得失相等（电子守恒），双氧水得到的电子数和铜失去的电子数相守恒），双氧水得到的电子数和铜失去的电子数相等，即：等，即：30%30%的双氧水的质量为（的双氧水的质量为（0.5134/0.30.5134/0.3）g=g=57.8 g57.8 g答案答案 (1)5.824 5.376 (2)(1)5.824 5.376 (2)(3)57.8(3)57.8第21页，本讲稿共21页