硝酸与金属反应的计算练习题
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硝酸与金属反应的计算硝酸与铜的反应方程式如下:3Cu+8HNO3->3Cu(NO3)2+2NO+4H2O根据反应方程式,我们可以看到该反应需要3个铜原子和8个硝酸分子。
根据化学计量法,反应物的摩尔比决定了产物的生成量。
首先,我们需要确定反应物的摩尔质量:铜的摩尔质量:63.55 g/mol硝酸的摩尔质量:63.0128 g/mol假设我们有1g的铜与足够的硝酸反应。
根据铜的摩尔质量,我们可以计算出1g铜的摩尔数:1 g铜 / 63.55 g/mol = 0.0157 mol铜根据反应方程式,1 mol铜需要8 mol硝酸进行完全反应。
因此,0.0157 mol铜需要的硝酸量为:0.0157 mol铜× (8 mol硝酸 / 3 mol铜) = 0.0419 mol硝酸接下来,我们可以根据硝酸的摩尔质量计算出所需硝酸的质量:0.0419 mol硝酸× 63.0128 g/mol = 2.643 g硝酸所以,当1g铜与足够的硝酸反应时,硝酸的质量需要2.643g。
根据反应方程式,我们可以知道反应生成的产物是Cu(NO3)2、根据铜和硝酸的化学计量关系,我们可以计算出生成的Cu(NO3)2的质量:0.0157 mol铜× (1 mol Cu(NO3)2 / 3 mol铜) × (63.55 g/mol) = 0.328 g Cu(NO3)2根据反应方程式,我们可以知道反应生成的是NO气体。
根据数量关系,我们可以计算出生成的NO气体的体积:0.0157 mol铜× (2 mol NO / 3 mol铜) × (22.4 L/mol) =0.210 L NO最后,根据反应方程式,我们可以知道反应生成了水。
根据铜和硝酸的化学计量关系,我们可以计算出生成的水的质量:0.0157 mol铜× (4 mol H2O / 3 mol铜) × (18.015 g/mol) = 0.125 g H2O综上所述,当1g铜与足够的硝酸反应时,我们得到了2.643g硝酸、0.328gCu(NO3)2、0.210LNO以及0.125gH2O。
高中化学硝酸与金属反应计算题的解法一、代数方程法例1:38.4mg 铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到气体22.4mL (标准状况),则反应消耗的HNO 3的物质的量可能是( )A. 10103.⨯-molB. 16103.⨯-molC. 22103.⨯-molD. 24103.⨯-mol 解析:因随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸,则收集到的气体为NO 2与NO 的混合气体。
设与浓硝酸和稀硝酸反应的铜的物质的量分别为x 和y 。
则 Cu HNO Cu NO NO H Ox x xCu HNO Cu NO NO H O y y y y +=+↑++=+↑+42242383248323332223322(浓)(稀)()()由题意得x y g g mol x y LL mol +=⨯⋅+=⨯⋅⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪----3841064223224102243131... 解得x mol y mol =⨯=⨯--0451********..,。
从而得反应消耗的HNO 3的物质的量为48340451083015102210333x y mol mol mol +=⨯⨯+⨯⨯=⨯---...。
故正确答案为C 项。
二、电子守恒法例2:某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物。
当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2:1时,还原产物是( )A. NO 2B. NOC. N O 2D. N 2解析:设该金属元素的元素符号为M ,化合价为n ;硝酸的还原产物中氮元素的化合价为x 。
因22235M M HNO N x n e n x e -++---−→−−−→−−−,(),则根据得失电子守恒的原则得52-=x n ;当n=1时,x =+3,不合题意;当n=2时,x =+1,符合题意;当n=3时,x =-1,不合题意;当n =4时,x =-3,不合题意。
故正确答案为C 项。
三、电荷守恒法例3:3.2g 铜与30 mL 8mol L ⋅-1硝酸充分反应,硝酸的还原产物有NO 2和NO 。
例2 1.92gCu粉与一定量的浓硝酸反应,当铜粉完全反应时收集到气体1.12L(标况),则所消耗硝酸的物质的量是A 0.12molB 0.11molC 0.09molD 0.08mol例3 76.8mgCu与足量浓硝酸反应,铜作用完全后,如果NO3-减少2×10-3mol,则溶液中H+同时下降A 2.2×10-3molB 3.2 ×10-3molC 4.4×10-3molD 4.8×10-3mol例4 有硫酸与硝酸的混合液,取出其中10ml,加入足量的BaCl2溶液,将生成的沉淀过滤洗涤,干燥称得质量为9.32g.另取这种溶液10ml与4mol/L的NaOH溶液25ml恰好中和.求①混合液中H2SO4与HNO3的物质的量浓度是多少?②另取10ml的混合液与0.96g铜粉共热时,有多少ml气体产生?例5:锌与硝酸反应,若有1mol硝酸参加法院,则有0.8mol的电子发生转移,此时硝酸的还原产物中N元素的化合价A +4B +1 C+2 D-3例现有铁和铜组成的合金共a mol,其中Cu的物质的量分数为x,研成粉末状后全部投入含b mol HNO3的稀溶液中,使其充分反应,且HNO3的还原产物只有NO。
试回答下列问题:(1)随HNO3用量的增加,溶液中的金属离子和残留固体的成分依次有六种情况,请用粒子符号填写下列表1空白:①②③④⑤⑥溶液中的金属离子Fe2+Fe2+、Cu2+Cu2+、Fe3+残留固体成分Fe、Cu Cu(2)若残留固体只有铜时,则溶液中可能存在的金属离子为(填粒子符号);若合金全部溶解,则溶液中可能存在的金属离子为(填粒子符号);(3)当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时,b的取值范围(用a,x表示);(4)当x=0.5 ,且溶液中Fe3+与Fe2+和物质的量相等,在标准状况下共产生672mLNO。
则a = ,b = ,巩固:(1)m g铁屑与含有n g HNO3的溶液恰好完全反应,若m∶n =1∶2.7,该反应的化学方程式为。
硝酸与金属反应计算题解法一、电子守恒:硝酸与金属反应属于氧化还原反应,氮原子得到的电子数目等于金属原子失去的电子数目。
【例1】(2007年高考理综四川卷)足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。
若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶()A.60mLB.45mLC.30mLD.15 mL【分析】铜与硝酸反应不管生成哪种气体,后来这些气体又全部转化成硝酸,相当于硝酸前后没变,铜失去的电子等于氧气得到的电子,即n(O2)=1.68 L / 22.4 mol·L-1= 0.075 mol假设铜有x mol,应有:0.075×2×2 = 2xx=0.15mol Cu~Cu(NO3)2~2HNO3~2NaOH液的体积是120.15mol0.3molV(NaOH)=0.3 mol / 5mol/L = 0.06 L[答案]A (解析:利用电子转移数目的守恒)二、原子守恒:硝酸与金属反应时,一部分以NO3-的形式存在,一部分转化为还原产物,这两部分中N的物质的量和反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。
【例2】把2.56g Cu放入盛有足量浓HNO3的大试管中,立即发生化学反应。
当Cu完全反应完毕后,共生成气体1.12L(标况),求此反应中耗用纯HNO3的质量是多少克?【分析】反应开始阶段,Cu与浓HNO3发生如下反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O随着反应的进行,HNO3的浓度会逐渐降低,Cu与HNO3的反应将按稀HNO3的方式进行:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O以上两反应都有气体生成,分别是NO2和NO,生成的1.12L气体显然是NO2和NO的混合气体积。
硝酸与金属反应的计算练习题
1.有一硫酸和硝酸的混合溶液,取出其中的 10 mL 加入足量的氯化钡溶液,过
滤、洗涤、烘干后得到 9.32 g 沉淀,滤液跟 4 mol/L 烧碱溶液反应,用去 35
mL 时恰好中和。求:
⑴混合溶液中硫酸和硝酸的物质的量浓度;
⑵另取 10 mL 原混合溶液,加入 2.56 g 铜共热,在标准状况下收集到多
少毫升的气体。
2.为了测定某铜银合金的组成,将 17.2 g 合金溶于 50 mL 11.0 mol/L 的浓
硝酸中,待合金完全溶解后,收集到气体4.48 L( 标准状况),并测得溶液的 PH
=0。假设反应后溶液的体积仍为 50 mL。试计算
⑴被还原的硝酸的物质的量;
⑵合金中银的质量分数。
3.6.4 g 铜与过量的硝酸(60 mL 8 mol/L)充分反应后,硝酸的还原产物有 NO2、
NO,反应后溶液中所含 H+ 为 n mol, 此时溶液中所含 NO3- 物质的量为
A.0.28 mol B.0.31 mol
C.(n+0.2) mol D.(n+0.4) mol
4.一定量的铝铁合金与 300 mL 2 mol/L 硝酸反应生成 3.36 L NO (标准状况)
和三价铁盐、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,则所加 NaOH 溶液的体积是
A. 150 mL B. 200 mL C. 450 mL D.无法计算
5.14 g 铁粉全部溶于某稀硝酸中,恰好反应,放出 NO 气体后得到溶液 1 L。
称量所得溶液,发现比原硝酸溶液增重 8 g。则原溶液中硝酸的浓度为
A. 0.4 mol/L B. 0.6 mol/L C. 0.8 mol/L D. 1.0 mol/L
6.一定量铜在某浓硝酸溶液中完全溶解。已知参加反应的 30 g HNO3 中被还原
的 HNO3 质量为 13 g,则生成的 NO 和 NO2 的体积比为( 同温同压下测定)
A. 1:1 B. 1:2 C. 2:11 D. 4:1
7.m g 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 V2 L气体,欲使 V2 L气体完全转化为硝酸,所需氧气的物质的量为(气体
体积均在标准状况下测定,且不考虑有 N2O4 生成)。
A.6.89V1 mol B.6.89V32 mol C.128m mol D.无法计算
8.14 g 铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应,将放出的气体与 1.12 L 标准状
况下的氧气混合,通入水中恰好全部吸收,则合金中铜的质量是
A. 9.6 g B. 6.4 g C. 3.2 g D.1.6 g
9.3.25 g 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 NH4NO3 。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 280 mL (标准状况),求
⑴如用 R 表示该金属,写出 R 与硝酸反应的化学方程式。
⑵ R 是哪种金属?(写出推断过程)