鲁科版高中化学必修第一册精品课件 第3章 物质的性质与转化 微专题4 硝酸与金属反应的相关计算.ppt

解析反应有Cu+4HNO3(浓)══Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应中硝酸中的N元素的化合价降低,硝酸做氧化剂,反应生成盐,硝酸起到酸的作用,故A错误;64gCu的物质的量为1mol,则硝酸铜为1mol,其中的硝酸根离子为2mol,NO和NO2混合气体的物质的量为1mol,所以参加反应硝酸的物质的量为3mol,故B正确;反应中Cu全部消耗,Cu的化合价从0价升高到+2价,1molCu转移2mol电子,即转移的电子数为2NA,故C错误;没有说明硝酸是否完全反应,不能计算溶液中硝酸的总物质的量,所以原硝酸的浓度无法计算,故D错误。4.(2024安徽淮北一中高一阶段调研)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2g铜(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析或结果不正确的是()A.原混合酸中H2SO4物质的量为0.4molB.AB段发生的离子反应为Fe+2Fe3+══3Fe2+C.混合酸中HNO3物质的量浓度为2mol·L-1D.第二份溶液中最终溶质为FeSO4A5.将64gCu投入100mL12mol·L-1的浓硝酸中,当硝酸全部反应时,收集到标准状况下NO2和NO的混合气体8.96L。(1)被还原的硝酸的物质的量是。?(2)生成的NO气体在标准状况下的体积为。?(3)如果向反应后的溶液中再加入100mL2mol·L-1的稀硫酸,发现铜片又逐渐溶解,产生无色气体,则发生反应的离子方程式为,又继续溶解的Cu的质量为。?0.4mol4.48L9.6g解析铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,NO2是还原产物,随着反应的进行,浓硝酸变为稀硝酸,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,NO是还原产物,将64gCu投入100mL12mol·L-1的浓硝酸中,当硝酸全部反应时,收集到标准状况下NO2和NO的混合气体8.96L,则被还原的硝酸的物质的量等于NO2和NO的混合气体的物质的量:=0.4mol,按元素守恒,所得硝酸铜溶液中硝酸根的物质的量为12mol·L-1×0.100L-0.4mol=0.8mol,则反应后的溶液含0.4molCu(NO3)2,反应过程中溶解了0.4molCu,得失电子数守恒:0.4mol×2=0.4mol-n(NO)+3×n(NO),则n(NO)=0.2mol。(1)据分析,被还原的硝酸的物质的量是0.4mol。(2)据分析n(NO)=0.2mol,则生成的NO气体在标准状况下的体积为0.2mol×22.4L·mol-1=4.48L。(3)如果向反应后的溶液中再加入100mL2mol·L-1的稀硫酸,则氢离子、硝酸根和铜继续反应,故发现铜片又逐渐溶解,产生无色气体,则发生反应的离子方程式为3Cu+8H++2══3Cu2++2NO↑+4H2O,3Cu+8H++2══3Cu2++2NO↑+4H2O3mol8mol 2moln(Cu)2×0.2mol 0.8mol可知,氢离子不足、硝酸根过量,则n(Cu)=×0.4mol=0.15mol,故又继续溶解的Cu的质量为0.15mol×64g·mol-1=9.6g。专题阐释1.硝酸与金属反应的规律(1)硝酸与金属反应时,一部分被还原生成NO2(或NO),另一部分起酸的作用生成硝酸盐,而且随着硝酸浓度的减小,其还原产物会由NO2变为NO。(2)稀硝酸与铁反应时,反应产物与铁的量有如下关系:Fe(少量)+4HNO3══Fe(NO3)3+NO↑+2H2O①3Fe(过量)+8HNO3══3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O②即:2.常用的计算方法(1)原子守恒法HNO3和金属反应时,一部分做氧化剂转化为氮氧化物(NOx),另一部分起酸的作用,以的形式存在于溶液中,NOx、和消耗的HNO3有下列关系:n(HNO3)=n(NOx)+n()(N原子守恒)。(2)电子守恒法HNO3和金属反应时,HNO3得电子的物质的量和金属失电子的物质的量相等。(3)电荷守恒法当HNO3过量时,反应后溶液中(不考虑OH-)有c()=c(H+