硝酸计算补充
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硝酸的计算
指导思想:
1、由浓变稀的思想
金属与一定量的浓硝酸反应时,由于随着反应过程中硝酸的不断消耗、加上反应生成的水不断增加,硝酸的浓度逐渐降低。
金属与浓稀硝酸的反应产物是不一样的。
所以一定要注意:当题目中浓硝酸是定量或适量时,要考虑酸由浓变稀的问题。
2、氮元素的守恒思想
硝酸和不活泼金属反应一般生成硝酸盐和氮氧化物,在此硝酸担当了两个角色,一是酸二是氧化剂。
如果分别知道了二者的物质的量,也就知道了总消耗的硝酸的物质的量。
与硝酸有关的计算由于涉及到原子守恒、得失电子守恒,所以在题目中较为常见,在实际问题中硝酸有关的计算主要可归纳为以下几种情况。
例题解析
知识点1:元素守恒法
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),根据氮元素守恒解题。
例1:38.4mgCu跟适量的浓HNO3反应,铜全部作用后,共收集到气体22.4mL(标准状况下),反应消耗的HNO3的物质的量可能是()
A.1.0×10-3mol B.1.6×10-3mol C.2.2×10-3mo1D.2.4×10-3mol 【难度】★★
【答案】C
变式1:a mol Cu与含有b mol HNO3的溶液恰好完全反应,则被还原的HNO3的物质的量一定是()
A.(b-2a)mol B.b/4mol C.2a/3 mol D.2amol
【难度】★★
【答案】A
知识点2:得失电子守恒法
一般情况下:金属失去的电子被+5价的氮得到,转化为NO或NO2,根据得失电子解题。
例2: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1120 mL。
(假设反应中只产生NO或NO2)则消耗硝酸的物质的量为()A.0.12 mol B.0.11 mol C.0.09 mol D.0.08 mol
【难度】★★
【答案】B
变式1:一定量的铁与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铁溶液和N2O4、NO和NO2的混合气体,这些气体与3.36L氧气(标况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。
若向所得硝酸铁溶液中通入2mol/L的NaOH溶液至Fe3+恰好沉淀,则消耗NaOH溶液的体积为()
A.300mL B.150mL C.120mL D.90mL
【难度】★★★
【答案】A
变式2:铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸,若反应后硝酸被还原只产生224ml的NO气体4480ml和NO2的气体(标准状况),在反应后的溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量为
()
A.9.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g
【难度】★★
【答案】B
知识点3:结合原子守恒和得失电子守恒的方法
例3:某浓度稀HNO3与金属M反应时,能得到+2价硝酸盐,反应时M与HNO3的物质的量之比为5:12,则反应时HNO3的还原产物是()
A.NH4NO3B.N2C.N2O D.NO
【难度】★★
【答案】B
变式1:将1molKNO3和4molH2SO4溶于1L水,向其中加入1.5mol铜粉,充分反应后产生的气体在标准状况下的体积是()
A.5.6L B.11.2L C.22.4L D.33.6L
【难度】★★
【答案】C
知识点4:极限假设及讨论型计算
例4:(多选)某单质和浓硝酸反应时,每有0.25mol单质反应就消耗1mol硝酸,反应中浓HNO3还原为NO2,则单质元素氧化后的化合价可能是()
A.+1B.+2C.+3D.+4
【难度】★★
【答案】BD(D选项为非金属单质C等)
变式1:(多选)0.03mol铜完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO2和N2O4)混合气体共0.05mol。
该混合物的平均相对分子质量可能是()
A.30B.46C.50D.66
【难度】★★
【答案】BC
知识点5:综合计算
例5:为测定某铜银合金的成分,将30 g合金完全溶解于80 mL、浓度为13.5 mol/L的浓硝酸中,合金完全溶解后,收集到6.72L(标准状况下)的气体(假设反应中只产生NO或NO2),并测得溶液的pH=0,假设反应后溶液的体积仍80 mL。
(1)被还原的硝酸的物质的量;(2)合金中各金属成分;(3)求生成的气体的成分【难度】★★
【答案】(1)0.3mol(2)0.3mol0.1mol(3)n(NO)=0.2n(NO2)=0.1
变式1:将32.64g铜粉与140mL一定量浓硝酸恰好完全反应,铜完全溶解,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为11.2L。
(假设反应中只产生NO或NO2)请回答:
(1)NO的体积为多少mL;NO2的体积为多少mL?
(2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入vmL amol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部沉淀,则原硝酸的浓度为?
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在溶液中完全转化为NaNO3,至少需30%的双氧水为多少克?
【难度】★★
【答案】(1)5.824L 5.376L (2)(10-3va +0.5)/0.14 (3)57.8克。