铁铜与硝酸反应中的计算问题
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硝酸与金属反应的化学方程式硝酸与金属反应是一种常见的化学反应,它可以用化学方程式来描述。
在这个过程中,硝酸会与金属发生反应,产生相应的产物。
一般来说,硝酸是指硝酸水溶液,它的化学式为HNO3。
硝酸水溶液是一种强酸,具有强烈的腐蚀性。
金属是一类具有良好导电性和延展性的物质,包括铜、铁、锌等。
硝酸与金属反应的化学方程式可以根据具体的反应物和产物进行描述。
下面以一些常见的金属为例,来说明硝酸与金属反应的化学方程式。
1. 硝酸和铜反应:硝酸和铜反应可以产生氧化铜和一氧化氮。
反应方程式如下:2HNO3 + 3Cu → 3CuO + 2NO + H2O2. 硝酸和铁反应:硝酸和铁反应可以产生亚硝酸铁和一氧化氮。
反应方程式如下:4HNO3 + 6Fe → 6Fe(NO2)2 + 2NO + 2H2O3. 硝酸和锌反应:硝酸和锌反应可以产生硝酸锌和一氧化氮。
反应方程式如下:4HNO3 + Zn → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O这些反应方程式描述了硝酸与金属反应的过程。
在反应中,硝酸作为强酸可以提供H+离子,与金属发生氧化还原反应。
金属被氧化成正离子,硝酸被还原成一氧化氮或二氧化氮。
同时,反应也会产生相应的盐和水。
硝酸与金属反应的机理可以用氧化还原反应来解释。
在这些反应中,金属被氧化失去电子,硝酸被还原获得电子。
硝酸的氧化性使其能够将电子从金属上抽取,从而使金属发生氧化反应。
这种反应是一种常见的氧化还原反应。
硝酸与金属反应的实际应用非常广泛。
例如,硝酸和铜反应可以制备氧化铜,用于制作陶瓷和颜料。
硝酸和铁反应可以制备亚硝酸铁,用于制作染料和催化剂。
硝酸和锌反应可以制备硝酸锌,用于制备炸药和化肥等。
硝酸与金属反应是一种常见的化学反应,它可以用化学方程式来描述。
在这个反应中,硝酸作为强酸与金属发生氧化还原反应,产生相应的产物。
这种反应在实际应用中有着广泛的用途。
硝酸与金属反应的化学方程式硝酸是一种强氧化剂,常用于实验室和工业生产中。
它可以与许多金属发生反应,生成相应的金属盐和氮氧化物。
下面是一些常见的硝酸与金属反应的化学方程式及其解释。
1. 硝酸与铜反应:3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O解释:硝酸与铜发生反应时,铜被氧化为二价铜离子,硝酸被还原为一氧化氮和水。
生成的铜离子与硝酸根离子结合形成铜硝酸盐。
同时,反应过程中放出的一氧化氮气体可以形成棕色烟雾。
2. 硝酸与铁反应:3Fe + 8HNO3 -> 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O解释:硝酸与铁发生反应时,铁被氧化为二价铁离子,硝酸被还原为一氧化氮和水。
生成的铁离子与硝酸根离子结合形成铁硝酸盐。
同时,反应过程中放出的一氧化氮气体可以形成棕色烟雾。
3. 硝酸与锌反应:Zn + 2HNO3 -> Zn(NO3)2 + H2O解释:硝酸与锌发生反应时,锌被氧化为二价锌离子,硝酸被还原为水。
生成的锌离子与硝酸根离子结合形成锌硝酸盐。
4. 硝酸与铝反应:2Al + 6HNO3 -> 2Al(NO3)3 + 3H2O解释:硝酸与铝发生反应时,铝被氧化为三价铝离子,硝酸被还原为水。
生成的铝离子与硝酸根离子结合形成铝硝酸盐。
这些反应中,硝酸起到了氧化剂的作用,将金属氧化为相应的离子形式。
同时,硝酸自身被还原为氮氧化物和水。
生成的金属离子与硝酸根离子结合形成相应的金属硝酸盐。
硝酸与金属反应的特点是产生氮氧化物。
在反应过程中,一氧化氮气体会释放出来,形成棕色烟雾。
这是由于一氧化氮与空气中的氧气反应形成二氧化氮,而二氧化氮在空气中会与水蒸气反应形成硝酸,从而形成可见的棕色烟雾。
硝酸与金属反应是一种常见的化学反应,它具有重要的实验室和工业应用。
在实验室中,我们可以利用这些反应来制备金属盐,用于分析和实验。
在工业上,硝酸与金属反应可以用于生产金属盐和氮氧化物。
选择专题十二:选择中的计算能力自测1.0.03 mol Cu完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO2、N2O4)混合气体共0.05 mol。
该混合气体的平均相对分子质量是()A.30B.46C.50D.662.在CO和CO2的混合气体中,氧元素的质量分数为64%。
将该混合气体5 g通过足量的灼热的氧化铜,充分反应后,气体再全部通入足量的澄清石灰水中,得到白色沉淀的质量是()A.5 g B.10 g C.15 g D.20 g3.已知:Fe5O7可以看作Fe2O3和Fe3O4的混合物。
现有Fe、Fe2O3、Fe5O7混合物共0.1 mol,加盐酸后固体全部溶解,共收集到0.01 mol H2,且向反应后的溶液中加入KSCN溶液不显红色,则原混合物中铁的物质的量为()A.0.05 mol B.0.06 mol C.0.07 mol D.0.08 mol4.在100 g浓度为10 mol·L-1、密度为ρ g·cm-3的氨水中加入一定量的水稀释成5 mol·L-1的氨水,则加入水的体积为()A.小于100 mL B.等于100 mLC.大于100 mL D.等于(100/ρ)mL5.有某温度下KCl饱和溶液m1 g,溶质质量分数为ω1%。
对其蒸发结晶或降温结晶,若析出KCl 的质量、所得母液质量及溶质质量分数用m g、m2 g和ω2%表示,分析正确的是()A.原条件下KCl的溶解度小于ω1 g B.m1∙ω1%- m = m2∙ω2%C.ω1一定大于ω2 D.m1 - m2 ≤ m6.将a molNa 2O 2和b molNaHCO 3固体混合后,在密闭容器中加热到250℃,让其充分反应。
当剩余固体为Na 2CO 3、NaOH 时,排出气体的成分和物质的量可能为 ()A .只有O 2;n (O 2)=a molB .有O 2和CO 2,n (O 2)=2amolC .有CO 2和H 2O ,n (H 2O)=2b molD .有O 2和H 2O ,n (H 2O)=23amol7.则下列结论中不正确的是 ()A .盐酸物质的量浓度为3.0 mol/LB .15.7 g 混合物与盐酸反应后有剩余C .加入9.2 g 混合物时消耗HCl 0.1 molD .混合物中NaHCO 3和KHCO 3的质量比为1:1【计算整体解读】1.高考中化学计算主要包括以下类型:(1)有关相对原子质量、相对分子质量及确定分子式的计算; (2)有关物质的量的计算; (3)有关气体摩尔体积的计算;(4)有关溶液浓度(质量分数和物质的量浓度)的计算; (5)利用化学方程式的计算; (6)有关物质溶解度的计算;(7)有关溶液pH 与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算; (8)有关燃烧热的简单计算; (9)以上各种化学计算的综合应用。
1[例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。
[例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。
〖跟踪训练〗(MCE1994~24) 38.4 mg 铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到气体 22.4 mL (标准状况),反应消耗的 HNO 3 的物质的量可能为(不考虑有 N 2O 4 生成)。
A.1.0×10-3 molB.1.6×10-3 molC.2.2×10-3 molD.2.4×10-3 mol[例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 NO 2、NO ,反应后溶液中所含 H + 为 n mol , 此时溶液中所含 NO 3- 物质的量为A.0.28 molB.0.31 molC.(n +0.2) molD.(n +0.4) mol〖跟踪训练〗 76.8 mg 铜和适量浓硝酸反应,铜全部溶解后, 如果 NO 3- 离子减少 2×10-3 mol ,则溶液中 H + 同时下降A. 2.2×10-3 molB. 3.2×10-3 molC. 4.4×10-3 molD. 4×10-3 mol[例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 mLB. 200 mLC. 450 mLD.无法计算〖跟踪训练〗 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 。
金属与酸反应的规律大总结一、金属与酸反应的规律1、K、Ca、Na等活泼金属能与水剧烈反应生成H2 。
2、金属活动顺序H前的金属与非氧化性酸反应生成H2。
3、金属活动顺序H后的金属与非氧化性酸不反应,但能与强氧化性酸发生反应,但不产生H2 ,而是H2O ,如铜与稀硫酸不反应,但能与浓硫酸、硝酸等强氧化性酸反应。
4、很不活泼金属Pt、Au等不溶于氧化性酸,但能溶于王水(浓硝酸和浓盐酸按体积比为 1 : 3的比例混合而成)。
5、常温下,Al、Fe遇浓硫酸和浓硝酸会发生钝化,生成一层致密的氧化物保护膜,这是金属与强氧化性酸发生氧化还原反应的结果。
6、铁与硝酸反应较为复杂,具体情况如下:铁与稀硝酸反应,还原产物一般为NO:铁不足:Fe + 4HNO 3 (稀)----------- Fe(NO 3)3 + NO f + 2H2O铁过量:3Fe + 8HNO3(稀)----------- 3Fe(NO 3)2 + 2NO f + 4H2O铁与浓硝酸反应,还原产物一般为NO2 :常温下:发生钝化加热时:剧烈反应,一般生成铁盐。
二、金属与非氧化性酸反应的计算规律解答此类试题时,关键是确定金属与氢气或者酸与氢气之间的对应关系式,在根据试题所给的限定条件作出相应的解答。
金属与非氧化性酸反应时,应注重下面四个方面的规律:1、金属与酸反应均为氧化还原反应,且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。
2、1mol a价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应,可生成a/2 molH 23、Na Mg Al与酸反应规律酸足量(金属完全反应)时a. 等物质的量的不同金属与足量的酸反应时,产生H2的体积比等于金属元素的化合价之比。
即产生的气体Na : Mg: Al=1 : 2: 3可简单记忆为:金属元素的化合价数对应H原子个数,如:Na 〜H 〜1/2H2 Zn 〜2H 〜H2 Al 〜3H 〜3/2H 2 , … 皿八化合价、.b、相同质量的不同金属与足量酸反应时,产生H2的体积比等于金属的s …"日之比。
硝酸与金属反应专题硝酸与金属反应的计算是一个难点,但也是历年高考的热点问题,此类问题技巧性较强,常使用的方法有电子得失守恒,N原子守恒等,下面一一讲解。
一、从反应的本质看金属与硝酸反应的实质是金属与H+和NO3- 共同作用。
例如:铜与稀硝酸反应的实质是: 3Cu +8H+ +2NO3- ===3Cu2+ +4H2O +2NO↑Fe2+与稀硝酸反应的实质是: 3Fe2+ + 4H+ + NO3- === 3Fe3+ + 2H2O + NO↑【例 1】铜粉放入稀硫酸溶液后,加热后无明显现象发生,当加入下列一种物质后,铜粉质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体产生,该物质可能是( )A. Fe2 (SO4) 3B. Na2CO3C. KNO3D.FeSO4【例2】已知Fe2+可以水解: Fe2+ +2H2O Fe(OH) 2+2H+,现向Fe(NO3) 2溶液中加入足量的稀硫酸,则溶液的颜色( )A. 浅绿色加深B.颜色变浅C.溶液变黄D.无法判断【例3】在100 mL 混合溶液中, HNO3 和 H2SO4 的物质的量浓度分别是 0.4 mol/L, 0.1 mol/L 向该混合液中加入 1.92 g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中 Cu2+ 的物质的量浓度是A.0.15B. 0.225C. 0.35D. 0.45变式1: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变式:2:有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3物质的量浓度分别是4mol/L和2mol/L,取10mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,待反应结束后,可产生标准状况下的气体多少升?(设反应中HNO3被还原成NO)二、N原子守恒参加反应的硝酸一部分显酸性,生成硝酸盐,另一部分作氧化剂,一般转化为氮的氧化物(NO或NO2),即是溶液中的NO3-和生成的NO(或NO2)中N的物质的量之和等于原HNO3的物质的量。
一、选择题1.新教材实验,如图所示,在注射器里吸入20mLNO(标况),然后吸入5mL水。
若再吸入30mL空气(标况,O2占15计算),夹住弹簧夹,让内外大气压相同,观察。
下列叙述不正确的是A.可观察到注射器内气体由无色变成红棕色,最后变成无色B.可观察到注射器的活塞缓缓向右移动C.最终剩余气体体积约为36mLD.所得硝酸溶液的浓度约为0.07mol/L2.下列表述Ⅰ、Ⅱ均正确并且有因果关系的是选项表述Ⅰ表述ⅡA SO2具有漂白性SO2能使酸性KMnO4溶液褪色B SiO2具有弱氧化性工业上利用SiO2与焦炭制备粗硅C NH3是电解质NH3的水溶液可以导电D浓硫酸具有吸水性可用来干燥H2S气体D.D3.下列现象或事实可用同一原理解释的是A.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低B.铁在冷的浓硫酸中和铝在冷的浓硝酸中都没有明显变化C.SO2、漂白粉、活性炭、过氧化钠都能使红墨水褪色D.漂白粉和水玻璃长期暴露在空气中变质4.当我们查看葡萄酒标签上的成分信息时,常发现其成分中含有少量SO2。
下列关于SO2的说法正确的是()A.SO2属于非法添加剂,不该添加到葡萄酒中B.SO2具有还原性,少量的SO2可防止葡萄酒氧化变质C.SO2具有还原性,不能用浓硫酸干燥D.SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色,体现了它的漂白性5.将3.84g铜粉与一定质量浓硝酸反应,当铜完全溶解时,收集到NO、NO2混合气体2.24L(标准状况下),则所消耗酸的物质的量是A.0.1mol B.0.11mol C.0.16mol D.0.22mol6.铁铜合金中逐滴加入稀硝酸的过程中,下列离子方程式较难发生的是A.Fe + 4H++ NO-3→ Fe3++ NO↑+ 2H2OB.3Fe + 8H++ 2 NO-3→ 3Fe2++ 2NO↑+ 4H2OC.3Cu + 8H++ 2 NO-3→ 3Cu2++ 2NO↑+ 4H2OD.3Fe2+ + 4H+ + NO-3→ 3Fe3++ NO↑ + 2H2O7.1.76 g铜镁合金完全溶解于 40 mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1344 mL (标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到3.12 g沉淀。
铁、铜及其化合物1、铁在氧气中燃烧 3Fe+2O2 Fe3O42、铁在氯气中燃 2Fe+3Cl22FeCl33、铁和硫反应 Fe+S FeS4、铁与碘单质反应 Fe+ I2 FeI25、铁在高温时与水蒸气反应 3Fe+4H2Og Fe3O4+4H2铁及其化合物的有关反应6、铁在金属活动顺序表中位于氢的__前面;能置换出酸如稀盐酸,稀硫酸中的氢.离子方程式 Fe + 2H+ = Fe2++ H2↑7、铁与过量稀硝酸反应的化学方程式 Fe + 4HNO3 = Fe NO33+NO↑+ 2H2O离子方程式 Fe + 4H+ +NO3—= Fe3+ +NO↑+ 2H2O8、过量铁粉与稀硝酸反应的化学方程式 3Fe + 8HNO3 = 3Fe NO32+2NO↑+ 4H2O离子方程式 3Fe + 8H+ +2NO3—= 3Fe2+ +2NO↑+ 4H2O9、铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式 Fe + CuSO4 = FeSO4+ Cu离子方程式 Fe + Cu2+ = Fe2++ Cu10、铁与硫酸铁溶液反应的化学方程式 Fe + Fe2SO4 3= 3FeSO4离子方程式 Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+11、FeO与盐酸反应的化学方程式 FeO+2HCl= FeCl2 +H2O离子方程式 FeO+2H+ = Fe2++ H2O12、FeO与稀HNO3反应的化学方程式 3FeO+ 10HNO3= 3FeNO33+ NO↑+ 5H2O离子方程式 3FeO + 10H+ +NO3—= 3Fe3+ +NO↑+ 5H2O13、FeO与氢碘酸HI反应的化学方程式 FeO + 2HI = FeI2 + H2O离子方程式 FeO + 2H + = Fe 2++ H 2O14、Fe 2O 3与盐酸反应的化学方程式 Fe 2O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2O离子方程式 Fe 2O 3 + 6H + = 2Fe 3+ + 3H 2O15、Fe 2O 3与稀硝酸反应的化学方程式 Fe 2O 3+ 6HNO 3= 2FeNO 33 + 3H 2O离子方程式 Fe 2O 3 + 6H + = 2Fe 3+ + 3H 2O16、Fe 2O 3与氢碘酸HI 反应的化学方程式 Fe 2O 3+ 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 3H 2O离子方程式 Fe 2O 3 + 6H ++ 2I —= 2Fe 2+ + I 2+ 3H 2O17、Fe 3O 4与盐酸反应的化学方程式 Fe 3O 4 + 8HCl = 2FeCl 3 +FeCl 2 + 4H 2O离子方程式 Fe 3O 4 + 8H + = 2Fe 3+ +Fe 2+ + 4H 2O18、Fe 3O 4与稀HNO 3反应的化学方程式 3Fe 3O 4+ 28HNO 3= 9FeNO 33 + NO ↑+ 14H 2O离子方程式 3Fe 3O 4+ 28H + +NO 3— = 9 Fe 3+ + NO ↑+ 14H 2O19、Fe 3O 4与氢碘酸HI 反应的化学方程式 Fe 3O 4 + 8HI = 3FeI 2 + I 2 + 4H 2O离子方程式 Fe 3O 4 + 8H ++ 2I —= 3Fe 2++ I 2 + 4H 2O20、FeOH 2与盐酸反应的化学方程式 FeOH 2 +2HCl = FeCl 2 +2H 2O离子方程式 FeOH 2 +2H + = Fe 2+ +2H 2O21、FeOH 2与稀HNO 3酸反应的化学方程式3FeOH 2 +10HNO 3 = 3FeNO 33 + NO↑ + 8 H 2O离子方程式 3FeOH 2 +10 H + + NO 3—=3Fe 3+ + NO↑ + 8 H 2O22、FeOH 2与氢碘酸HI 反应的化学方程式 FeOH 2 +2HI = FeI 2 +2H 2O离子方程式 FeOH 2 +2H + = Fe 2+ +2H 2O23、FeOH 3与盐酸反应的化学方程式 FeOH 3 + 3HCl = FeCl 3 +3H 2O离子方程式 FeOH 3 +3H + = Fe 3+ +3H 2O24、FeOH 3与HNO 3酸反应的化学方程式 FeOH 3 +3HNO 3 = FeNO 33 +3H 2O离子方程式 FeOH 3 + 3H + = Fe 3+ +3H 2O25、FeOH 3与氢碘酸HI 反应的化学方程式 2FeOH 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 6H 2O 26、FeOH 2被氧气氧化成FeOH 3的化学方程式4 FeOH 2 + O 2 + 2H 2O = 4FeOH 3 亚铁盐的性质27、Fe 2+的溶液通常显 浅绿 色,Fe 2+主要表现 还原 性.28、亚铁盐溶液在空气中容易被 氧气 氧化而变质,故保存的时候常加 铁粉 ,防止被氧化写出FeCl 2溶液和下列物质反应相关离子方程式29、NaOH Fe 2++2OH —=FeOH 2↓ 、 4FeOH 2 + O 2 + 2H 2O = 4FeOH 330、盐酸酸化的KNO 3 3Fe 2+ + 4H + + NO 3—= 3Fe 3+ + NO↑ + 2H 2O31、盐酸酸化H 2O 2 2Fe 2+ + H 2O 2 + 2H + = 2Fe 3+ + 2H 2O 铁盐的性质32、Fe 3+的溶液通常显 黄 色,Fe 3+主要表现出较强的 氧化 性. 写出FeCl 3和下列物质反应的相关离子方程式 33、单质铜 2Fe 3+ + Cu =Cu 2++2Fe 2+ 34、H 2S 2Fe 3++H 2S=2Fe 2++S↓+2H + 35、KI 溶液 2Fe 3++2I —= I 2+2Fe 2+ 36、KSCN 溶液 Fe 3+ +3SCN —FeSCN 337、SO 2气体和BaCl 2溶液 2Fe 3++SO 2 +Ba 2+ +2H 2O= 2Fe 2++ BaSO 4↓+4H + 铜在化合态中常见化合价为 +2 价部分物质中显 +1 价.铜常见的化学性质: 38、铜与氧气反应 2Cu+O 22CuO 39、铜与氯气反应 Cu+Cl 2CuCl 2 40、铜与硫反应 2Cu+SCu 2S41、铜与硝酸银溶液反应 Cu+2AgNO 3 =2Ag+Cu NO 32离子方程式 Cu+2Ag + =2Ag+Cu 2+。
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。
硝酸的相关计算一、从反应的本质看:在浓硝酸中放入铜片:1、开始反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O Cu +4H++2NO3-=Cu2+ +2NO2↑+2H2O2、若铜有剩余,则反应将要结束时的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 3Cu +8H+ +2NO3-=3Cu2+ +2NO↑+4H2O3、反应停止后,再加入少量的25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O二、计算的技巧:1、利用N元素守恒计算:参加反应的硝酸一部分显酸性,生成硝酸盐,另一部分作氧化剂,一般转化为氮的氧化物(NO或NO 2)浓HNO3+足量金属(Cu)型: M+HNO3=M(NO3)X+氮的氧化物+H2O根据氮元素守恒,分析硝酸的去向:n(起氧化性作用硝酸)=n(NO)+n(NO2)n(起酸性作用硝酸)=n(金属)×金属化合价n(参加反应的总硝酸)=n(起氧化性作用硝酸)+n(起酸性作用硝酸) =n(NO)+n(NO2)+n(金属)×金属化合价例1.将1.92g铜粉与一定量浓硝酸恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为1120mL。
(假设反应中只产生NO或NO 2)则消耗硝酸的物质的量为 mol。
A.0.12 B.0.11 C.0.09 D.0.08【巩固练习】38.4gCu跟适量的浓HNO3反应,Cu全部反应后共收集到气体22.4L(标准状况),反应中作氧化剂的硝酸与总消耗的HNO3的物质的量比( )A.5∶11 B.6∶11 C.5∶6 D.6∶52、利用得失电子守恒计算:计算原理: 金属转移的电子=氮元素转移的电子只生成NO: n(金属)×金属化合价=n(NO)×3只生成NO2: n(金属)×金属化合价=n(NO2)×1NO和NO2都生成: n(金属)×金属化合价=n(NO)×3+n(NO2)×1例2.某金属单质和浓硝酸反应时,每有0.25mol单质反应就消耗1mol浓硝酸,反应中浓HNO3还原为NO2,则金属氧化后的化合价是( )A.+1 B.+2 C.+3 D.+4【变式训练】某金属与浓硝酸恰好完全反应生成NO2(可加热),消耗金属和硝酸的物质的量之比为1∶4,则该金属可能是( )A.Cu B.Ag C.Al D.Zn`3、利用电荷守恒计算:一般应用于硝酸有剩余的反应,反应后存在:n(NO3-)=n(H+)+2n(Cu2+)例3.6.4g铜与过量的硝酸(8mol/L、60mL)充分反应后,硝酸的还原产物有NO、NO2,反应后溶液中所含H+离子为nmol,此时溶液中所含NO3-的物质的量为( )A.0.28mol B.0.31mol C.(n+0.2)mol D.(n+0.4)mol【变式训练】6.4g铜与1L 8mol/L硝酸反应,硝酸的还原产物有NO、NO2。
硝酸与金属反应的计算1.工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜,为节约原料和防止环境污染,宜采用的方法是()A. Cu+HNO3(稀)―→Cu(NO3)2B. Cu+HNO3(浓)―→Cu(NO3)2C. Cu CuSO4Cu(NO3)2D. Cu CuOCu(NO3)22.向50 mL 14.0 mo l•L﹣1浓硝酸中加入足量的铜,充分反应后共收集到标准状况下2.24 L NO和NO2混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化),则参加反应的铜的质量为()A. 6.4 g B. 12.8 g C. 19.2 g D. 38.4 g3.1.92 g铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成的气体颜色越来越浅,共收集到标准状况下的气体672 mL,将盛有该气体的容器倒扣在水中,通入标准状况下的氧气,恰好使气体完全溶于水中,则通入氧气的体积是()A. 168 mL B. 224 mL C. 504 mL D. 336 mL4.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5 mol·L-1氢氧化钠溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是()A. 60 mL B. 45 mL C. 30 mL D. 15 mL5.已知铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水。
下列说法正确的是()A.硝酸是氧化剂,二氧化氮是氧化产物B.还原剂与氧化剂的物质的量之比是1∶4C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1D.若2 mol硝酸(浓)完全反应,则反应中共转移了N A个电子6.如图表示铜与硝酸反应的量的关系,问哪一点表示铜与稀硝酸反应中被还原的硝酸与铜的物质的量的关系()7.将2.56 g铜和一定量的浓硝酸反应,随着铜的不断减少,反应生成气体的颜色逐渐变浅,当铜反应完毕时,共收集到气体1.12 L(标准状况),则反应中消耗硝酸的物质的量为()A. 0.05 mol B. 1 mol C. 1.05 mol D. 0.13 mol8.铜跟稀硝酸反应中,如果有63 g硝酸被还原了,则被氧化的铜的物质的量为()A.mol B.mol C. 3 mol D.mol9.足量的铜和含有2.4×10-3mol 硝酸的某浓硝酸完全反应,共收集到标准状况下气体的体积是22.4 mL。
铁铜浓硝酸原电池电极反应铁铜浓硝酸原电池电极反应式为:1、在浓硝酸中,由于浓硝酸的强氧化性使得铝表面形成致密的氧化铝膜,阻碍了铝与硝酸的接触和进一步反应。
所以,浓硝酸中,铜为负极,给出电子,被氧化;铝(氧化铝)为正极,发生还原反应。
负极:Cu-2e=Cu2+。
正极:2NO3- + 2e + 4H+=2NO2+2H2O。
总反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O。
2、当硝酸变稀后,稀硝酸将铝表面的氧化铝膜溶解,铝与硝酸接触。
此时,铝做负极,给出电子,被氧化;铜作正极,发生还原反应。
负极:Al-3e=Al3+。
正极:3NO3- + 3e + 6H+=3NO2+3H2O。
总反应:Al+6HNO3(浓)=Al(NO3)3+3NO2+3H2O。
原电池:1、原电池概念通过氧化还原反应而产生电流的装置称为原电池,也可以说是将化学能转变成电能的装置。
有的原电池可以构成可逆电池,有的原电池则不属于可逆电池。
原电池放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
例如铜锌原电池又称丹尼尔电池,其正极是铜极,浸在硫酸铜溶液中;负极是锌板,浸在硫酸锌溶液中。
两种电解质溶液用盐桥连接,两极用导线相连就组成原电池。
平时使用的干电池,是根据原电池原理制成的。
原电池、电解池都以发生在电子导体(如金属)与离子导体(如电解质溶液)接触界面上的氧化还原反应为基础。
2、原电池的判断方法①根据电子流动方向:电子流入的极——正极。
电子流出的极——负极。
②根据电极材料:较活泼的电极材料——负极。
较不活泼的电极材料——正极。
③根据原电池电极发生的反应:发生氧化反应的极——负极。
发生还原反应的极——正极。
铁铜和浓硝酸组成的原电池好嘞,今天咱们聊聊铁铜和浓硝酸的那些事儿,听起来有点高深,其实呢,跟咱们的生活也有点儿关系。
先别急,我给你慢慢捋清楚。
想象一下,咱们在家里弄个小实验,哦,不是那种大科学家级别的,而是简单得不能再简单的小原电池。
这个小玩意儿可有趣了,完全可以让你在朋友面前显得聪明又酷炫。
说到原电池,你可能会想,哎,电池不是应该在手机里吗?没错,电池确实在手机里,但今天咱们的主角是铁和铜。
想象一下,铁就像个强壮的汉子,铜呢,是个灵活的小家伙,俩人搭伙就能搞事情。
咱们把铁片放进浓硝酸里,嘿,化学反应就开始了。
这一反应就像是铁和浓硝酸在进行一场激情四射的舞蹈,火花四溅,能量四溢。
浓硝酸这玩意儿可厉害了,它不光是个普通的酸,还是个小魔术师,能把铁片氧化成铁离子。
于是,铁片上就开始发生变化,就像变魔术一样,突然间,铁片失去了它那铜锈的外表,变得干干净净,闪闪发亮。
然后呢,铜片在一旁看得直发笑,心想:“这小子真是自作自受,真是个傻瓜!”但铁也是有自己的用意,它要通过这次“洗礼”,变得更强。
在这个过程中,咱们就能得到电能,这可是神奇的地方了。
没错,原电池就是利用这个反应,把化学能转化为电能。
想象一下,你在家里只用几个简单的材料,就能发电,简直像科幻小说里才会出现的情景。
电流流动起来,就像河水奔腾,充满了生机。
而你呢,就站在这场“洪流”面前,简直像个小科学家,心里那叫一个美呀。
电流通过铜片的时候,铜就像是个老练的水手,轻松驾驭着这股力量,尽情享受着。
铁和浓硝酸的配合,就像一对黄金搭档,虽然外表不太搭调,但实际上却是绝配。
他们一合力,结果就不可小觑,产生的电流甚至能点亮小灯泡呢。
嘿,你说这是不是很酷?试想一下,在家里用自己做的电池点亮灯泡,朋友们围着你,眼睛都亮了,那感觉简直妙不可言。
不过,咱们在玩这玩意儿的时候,得小心哦。
浓硝酸可不是好惹的家伙,拿着它就像是拿着一只炸弹,稍不注意就会出问题。
它可毒了,切忌乱碰,最好是戴上手套和护目镜,保护好自己。