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高二化學復習:單質與硝酸反應的計算

本文有1353個文字,大小約為4KB,預計閱讀時間4分鐘

  一、計算依據

  Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

  3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

  C+4HNO3(濃)=== CO2↑+4NO2↑+2H20

  1、 金屬反應中硝酸的作用是:酸性和氧化性。

  2、 非金屬反應中硝酸的作用是:氧化劑。

  3、 金屬和硝酸反應中幾種量的關系:

  加入的硝酸的物質的量n(總 HNO3),參加反應的硝酸n(參加HNO3),未參加反應的硝酸n(未參加HNO3),氧化劑作用的硝酸n(氧化劑HNO3),僅起酸性作用的硝酸n(酸HNO3),參加反應的銅n(Cu),硝酸銅n〔Cu(NO3)2〕,

  n(氧化劑HNO3)=n(NOX)

  n (參加HNO3)

  n(總HNO3) n(酸HNO3)=2n(Cu2+)= n(Cu)

  n(未參加HNO3)=n(H+)

  4、 利用好守衡

  (1)電子得失守衡,(2)N、Cu原子守衡,(3)電荷守衡 ,

  5、注意兩點

  1、2NO2=N2O4

  2、硝酸鹽中加入非氧化性酸,溶液有稀硝酸的性質。

  二、例題

  1、 某單質與量的濃硝酸反應,若參加反應的單質和硝酸的物質的量的比為1:4,則該元素在反應生成物中的化合價為()

  A、+2, B、+3, C、+4, D+5

  分析:單質可能是金屬也可能是非金屬

  設單質生成物的化合價為+a ,根據電子得失守衡,

  金屬 1mol×a=(4-2×a)mol×1 a=2 。

  非金屬 a×1mol=1×4mol a=4

  ∴ 選AC

  2、 Mg和某濃度的硝酸反應,消耗的物質的量比為4:10。

  則硝酸的還原產物為()

  A、NH4NO3, B、N20, C、NO, D、NO2

  分析:起酸性作用的硝酸的NO3-以鹽的形式存在于生成物中,若還原產物為NH4NO3時,起酸性作用的硝酸的NO3-存在于Mg(NO3)2和NH4NO3中;若還原產物為N2或氧化物,則起酸性作用的硝酸的NO3-僅存在于Mg(NO3)2中。根據電子得失守衡:設還原產物的N的化合價為a

  4mol×2=(10-4×2)mol×(5-a) a=+1 或 還原產物中N的化合價為-3價,4mol×2=(10-4×2-1)mol×1 , 合理。

  選AB。

  3、1.92gCu粉與一定量的濃硝酸反應,當銅粉完全反應時,收集到標準狀況得氣體1.12L,則所消耗硝酸的物質的量為()

  A、0.12mol, B、0.11mol, C、0.09mol , D、0.08mol

  分析:n(Cu)=1.92g/64g.mol-1=0.03mol

  n(NOX)=1.12L/22.4L.mol-1=0.05mol

  n(參加HNO3)=2n(Cu)+n(NOX)=2×0.03mol+0.05mol

  =0.11mol

  選B

  4.為了測定某銅銀合金的成分,將30.0g合金溶于80ml13.5mol/L的濃硝酸中,待合金完全溶解后,收集到標況氣體6.672L,并測得溶液的C(H+)=1moL.L-1,假設反應后溶液的體積仍為80ML,計算:

  (1) 被還原的硝酸的物質的量。

  (2) 合金中銀的質量分數。

  分析:(1)還原產物為NO2或NO、NO2的混合物,因此被還原的硝酸的物質的量即為氣體的物質的量,6.72L/22.4L.mol-1=0.3mol。

  (2)C(H+)=1mol.L-1,所以硝酸過量,參加反應的硝酸為

  13.5mol.L-1×0.080L-1mol.L-1×0.080L=1mol.

  設合金中銅為Ymol,銀為Xmol,則

  108X+64Y=30 解得 X=0.1

  X+2Y+0.3=1 Y=0.3

  0.1mol×108g.mol-1

  ω(Ag)= ×100%=36%

  30g

  5、將32.64g銅與140ml一定濃度的硝酸反應,銅完全溶解產生的NO和NO2的混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L,請回答:

  (1) NO、NO2在標準狀況下的體積各為多少?

  (2) 待產生的氣體完全釋放后,向溶液中加入Vmlamol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉化為沉淀,則原硝酸的物質的量濃度為多少?

  (3) 欲使上述氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO3,至少需要30%的雙氧水的質量為多少?

  分析:(1)n(Cu)=32.64g/64g.mol-1=0.51mol,

  n(NO)+n(NO2)=11.2/22.4mol=0.5mol

  3n(NO)+n(NO2)=2n(Cu)=0.51×2mol(電子守衡)

  n(NO)= 0.26mol n(NO2)=0.24mol

  V(NO)= 5.8L V(NO2)=5.4L

  (2) 酸可能剩余,當Cu2+恰好完全沉淀,反應為

  HNO3+NaOH=NaNO3+H2O

  Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3

  ∴反應后溶液中n(NO3-)=n(Na+)=n(NaOH)=V×10-3×amol

  n(HNO3)=Va×10-3mol+0.5mol

  C(HNO3)=n(HNO3)/0.14L=(Va×10-3+0.5)mol/0.14L

  =(Va+500)/140mol.L-1

  (3) NO H2O2

  NO2 NaNO3

  ∴NO和NO2失電子的物質的量=H2O2得電子的物質的量。

  設需30%的雙氧水的質量為X,

  30%X

  ×2=10.2mol , X=57.8g

  34g.mol –1


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