硝酸以及有关硝酸的计算.doc

.硝酸以及有关硝酸的计算浓硫酸、硝酸反应规律总结方程式1. 浓硫酸与铜2. 浓硫酸与碳3. 浓硝酸与铜4. 浓硝酸与铁（加热）5. 浓硝酸与铝6. 浓硝酸与银7. 浓硝酸与碳8.浓硝酸与硫9.稀硝酸与铜10. 稀硝酸与铝11. 稀硝酸与银12. 稀硝酸与少量铁13.稀硝酸与过量铁1、向25mL 18.4mol/L-1H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量（）A小于0.23 mol B等于0.23 mol C0.23 mol0.46 mol D等于0.46 mol2. 铜与0.87mol/L的硝酸反应，如果NO3-浓度下降0.2mol/L，则溶液中c（H+）同时下降 mol/L 3. 1.92gCu投入到一定量的浓HNO3中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下672mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水，求通入O2的体积。4. 写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式，并标出电子转移关系 （2）试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序（按产物气体从左至右的流向）是（填装置的编号）： （3）实验室可观察到装置中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是 ，B瓶溶液的作用是 ，C瓶溶液的作用是 。（4）装置中所加的固体药品是 ，可确证的产物是 ，确定装置在整套装置中的位置的理由是 。（5）装置中所盛溶液是 ，可验证的产物是 硝酸是一种强氧化性酸，其强氧化性特别是硝酸参与化学反应的计算是中学化学知识中的重点及难点，也是高考中常见的命题热点。一、 关于硝酸 1、氧化性酸和酸的氧化性任何酸溶液中都有较大量H+, H+作为氢元素的最高价态当然具有氧化性，且只有氧化性。因此，任何酸都具有氧化性，我们称其为：“酸的氧化性”，所谓酸的通性也就是H+的性质，活泼金属与酸发生置换反应放出氢气就体现了酸（H+）的氧化性。 氧化性酸则是指其酸根部分也拥有氧化性的酸，如硝酸。2、硝酸在化学反应中的作用 只起酸的作用，如：Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 +2H2O只起氧化剂的作用。如:C + 4 HNO3 = CO2 +4 NO2 +2H2O即起酸的作用又起氧化剂的作用，如：3FeO + 10 HNO3 (稀) = 3Fe(NO3)3 + NO + 5 H2O3、 硝酸跟金属反应的一般规律除Au、Pt以外，硝酸能和几乎全部金属发生氧化还原反应。硝酸越稀，其还原产物的价态越低；金属越活泼，其还原产物的价态越低。Fe、AL能被冷、浓硝酸钝化（钝化不是不反应）。位于金属活动顺序表中H以后的金属（Cu、Hg、Ag）能使浓硝酸还原为NO2 ，稀硝酸还原为NO 。如：Ag + 2HNO3(浓) = AgNO3 + NO2 + H2O3Ag + 4HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO + 2H2O Zn、Mg等活泼金属与HNO3 反应时，硝酸有可能被还原成N2O、N2等，与极稀的硝酸反应，硝酸甚至被还原成NH3.HNO3(稀)只能使石蕊试液变红，不能使之褪色，因稀硝酸的氧化性不如浓硝酸强，不能将石蕊氧化。 2考查气体制取及装置的选择（1）硝酸具有强氧化性，不能用其来制取还原性气体（如：H2、HI、等）；（2）因的氧化性强于，所以硝酸与金属反应不会产生 ；（3）由于硝酸具有强氧化性，对橡胶制品有强腐蚀作用，所以制取时常用曲颈玻璃仪器，涉及连接仪器的胶管应尽可能短，尽可能使两玻璃接口靠近，盛放硝酸的试剂瓶不能用橡皮塞等。例题1、 一定量的盐酸和过量铁粉反应，为减缓反应速率，且不影响的总量，可向盐酸中加入适量的（ ）（1）氢氧化钠固体（2）醋酸钠固体（3）氯化钠溶液（4）水（5）硝酸钾溶液A. （1）（2）（3） B. （2）（3）（4） C. （3）（4）（5） D. （1）（3）（5） 3考查常温下浓硝酸使铁、铝钝化现象知识要点：铁、铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸均可发生钝化。例题2、 欲迅速除去铝壶中的水垢又不损坏铝壶，最佳的方法是加入下列物质中的（ ） A. 浓盐酸B. 稀硝酸 C. 冷的浓硫酸 D. 冷的浓硝酸 4考查硝酸对金属的溶解情况（1）Pt、Au不与硝酸反应，只溶于王水。（2）一般情况下，在金属活动顺序表中排在氢以后的金属与硝酸反应时，浓硝酸产生，稀硝酸产生NO。例题3、用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡屡发生，下列不易区别其真伪的方法是（ ） A. 测密度 B. 放入硝酸中 C. 放入盐酸中 D. 观察外观 5考查与有关的溶液中离子共存问题知识要点：在中性或碱性溶液中氧化性极弱，通常认为不显氧化性；而在酸性溶液中将会显示极强的氧化性，可以氧化许多具有还原性的微粒（如：等），使之在溶液中不能大量共存。例题4、 在pH=1的无色溶液中，下列各离子组因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（ ）A. B. C. D. 三、关于硝酸与金属反应的计算 硝酸与金属的反应都是氧化还原反应，氧化剂一定是HNO3， ，还原剂一定是金属。因金属活泼性的不同、HNO3 浓度的变化，导致还原产物的多样性和不确定性，致使方程式的书写都十分困难，有一定难度。解决此类问题的关键在于：抓住“两个守恒”“三个关系”。1 两个守恒 整个反应过程中，氧化剂（HNO3 ）的得电子数恒等于还原剂（金属）的失电子数。生成物中的N元素均来自反应物中的HNO3 （无论含N元素的生成物有几种），因此存在N元素守恒。2 三个关系 HNO3 的总物质的量等于起酸作用的HNO3 的物质的量与起氧化剂作用HNO3 的物质的量之和。起酸作用的HNO3 的物质的量等于实际参加反应的金属的物质的量与金属在生成物中化合价的乘积。起氧化剂作用的HNO3 的物质的量等于生成物中N元素的物质的量之总和。例题5、 若使12.8g铜与一定量的浓硝酸反应，Cu耗完时，共产生5.6L（标况下）的气体。所耗硝酸的物质的量为多少？四、破疑解难，理清概念1 NO3-何时才有氧化性？ NO3- 在中性和碱性溶液中无氧化性，可与S2- 、SO32- 、Fe2+等还原性离子共存，在酸性溶液中有强氧化性。2 检验NO3-的一般方法硝酸盐或硝酸盐的浓溶液与铜及浓硫酸反应，会产生红棕色气体和蓝色溶液。（浓硫酸与硝酸盐反应生成硫酸盐和硝酸-高沸点酸制低沸点酸，硝酸再与铜反应生成硝酸铜放出NO或者NO2）3 浓硝酸和浓盐酸往往都呈现黄色，原因相同吗？不相同。浓硝酸具有不稳定性，易分解生成NO2 ，使溶液显黄色。浓盐酸呈现黄色是因为生产过程中溶解有Fe3+ 。4 作过银镜实验的试管用浓硝酸清洗好还是用稀硝酸清洗好？3Ag + 4HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO + 2H2OAg + 2HNO3(浓) = AgNO3 + NO2 + H2O从充分利用原料和环保角度看，当然用稀硝酸清洗好。5. 浓硝酸与铜反应的还原产物一定是NO2 吗？不一定。随着反应的进行，HNO3 不断消耗，水不断生成，浓硝酸将逐渐变成稀硝酸，还原产物也将改变。6. 浓硝酸在反应中通常被还原为NO2 ，硝酸根只得一个电子；稀硝酸在反应中通常被还原为NO ，硝酸根得三个电子，是否说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸？不能这样说。众所周知：Na的还原性强于AL，但Na在反应中只能失一个电子，而AL却能失三个电子。可见，氧化性、还原性的强弱决定于得失电子的难易程度，而不是得失电子个数的多少，这从浓硝酸与铜的反应速率远高于稀硝酸与铜的反应速率可以证实。五、习题 1（2000年高考全国卷）在一定条件下，NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物1 mol，充分反应后所得产物中，若经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4g。（1）写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。（2）若以上反应进行完全，试计算原反应混合物中NO与NH3的物质的量可能各是多少。2有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出其中的10mL，加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、烘干后，得到9.32g沉淀。滤液跟4mol/L NaOH溶液反应，用去35mL碱液时恰好中和。求混合溶液中H2SO4和HNO3的物质的量浓度。另取10mL原混合酸溶液，加入3.2g铜粉共热，标准状况下可收集到多少毫升气体？3、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。当参加反应的金属单质与被还原硝酸的物质的量之比为21时，还原产物是 ( )A.NO2 B.NO C.N2O D.N24、14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12L氧气（标准状况）混合，通入水中，恰好被全部吸收，则合金中铜的质量为多少克?5、（04年天津理综）将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：（1）NO和NO2的体积分别为多少升？所得气体的平均相对分子质量为多少？（2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入Vml a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的物质的量浓度为多少？（3）将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标况下一定体积的O2，恰好使气体完全溶于水中，则通入O2的体积是多少？若使用30的双氧水需多少克？6、76.8mg铜与适量浓HNO3反应，铜全部作用后，如果NO3-减少2.210-3mol，则溶液中H+同时下降。A2.210-3mol B3.210-3mol C4.410-3mol D4.810-3mol参考答案与解析：1、（1） （2）6 mol NO还原得到3 mol N2，4 mol NH3氧化得到2 mol N2，两者相差1 mol N2。现相差1.4g，相当于0.3 mol NO和0.2 mol NH3反应。依题意NO和NH3的总物质的量为1mol，其中必有一种为过量，所以有两种情况：0.3 mol NO和0.7 mol NH3或0.2 mol NH3和 0.8 mol NO2、理清题意：在硫酸和硝酸的混合溶液中加入足量的BaCl2溶液，因硝酸不反应、BaCl2溶液为足量，所以n(H2SO4)=n(BaSO4)，原硫酸中的氢离子全部进入溶液；NaOH物质的量即为混合酸中氢离子总物质的量；铜片不和稀硫酸反应。n(Cu)=3Cu 2NO3- 8H+=3Cu2+ 2NO+ 4H2O 3 2 8 20.05mol 0.06mol 0.14mol n(NO) Cu完全反应V(NO)=22.4L/mol103mL/Ln(NO)=747mL解：n(H2SO4)=n(BaSO4)=n(H+)总n(OH-)=4mol/L0.035L=0.14mol n(HNO3)=0.14mol0.04mol2=0.06mol c(H2SO4)= c(HNO3)= 3、C; 若金属为+1价，失电子数为2，HNO3被还原为+3价；金属为+2价，失电子数为4，HNO3被还原为+1价；金属为+3价，失电子数为6，已不可能。 4、解：设：Cu、Ag的物质的量分别为x、y n(Cu)=0.05mol64gmol-1 =3.2g 5、解：设：NO和NO2的物质的量分别为x、y n(Cu)= n(气体) M气体的平均相对分子质量为37.68反应终点时Cu2+全部转化为沉淀，溶液中只有NaNO3，即n(Na+)=n(溶液中的NO3-) 又n(被还原的HNO3)=n(气体)0.5mol c(HNO3)=通入O2使重新生成HNO3，从结果来看相当于Cu和O2（或H2O2）发生氧化还原反应，因此Cu和O2（或H2O2）之间得失电子守恒。 4 n(O2)=2 n(Cu) n(O2)=0.255mol V(O2)=5.712L 2n(H2O2)=2 n(Cu) n(H2O2)=0.51mol m(双氧水)6、C；写出离子方程式便一目了然：Cu+4H+2NO3-=Cu2+2H2O+2NO2.