硝酸计算题(师).doc

硝酸计算题
1．有硫酸和硝酸的浓度分别为4 mol/L和2 mol/L的混合液，取10 mL加入过量铁粉，若硝酸的还原产物为NO，则溶解铁粉的质量是 ( B )
A．2.80 g B．2.24g C．1.68g D．0.28 g
2．2.8 gFe全部溶于一定浓度、200mL的HNO3溶液中，得到标准状况下的气体1.12L，测得反应后溶液的pH为1。若反应前后溶液体积变化忽略不计，则下列有关判断正确的是AC
A．反应后溶液中铁元素一定只以Fe3+ 形式存在
B．1.12L气体可能是NO、NO2的混合气体
C．反应后溶液中c（NO3—）=0.85mol/L
D．反应后的溶液最多还能溶解1.4 g Fe
3．合金（仅含铜、铁）中铜和铁的物质的量之和为y mol，其中Cu的物质的量分数为a，将其全部投入mL bmol·L的硝酸溶液中，加热使其充分反应（假设NO是唯一的还原产物)。下列说法正确的是 ( AD　)
A．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，剩余金属一定又开始溶解
B．若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe
C．若金属全部溶解，且产生mL气体（标准状况），则b
D．当溶液中金属离子只有Fe、Cu时，则a与b的关系为：b≥(1a/3)

4．将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol/LNaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g，则下列有关叙述中正确的是 ( A )
A．加入合金的质量可能为6.4 g
B．参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol
C．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150 mL
D．溶解合金时收集到NO气体的体积为2.24 L
5．一定质量的铜铁合金，完全溶于浓HNO3，若反应中硝酸被还原只产生3.36L的NO2气体、560 mL的N2O4气体和1.12升NO气体（都已折算到标准状况），反应后溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红色。则合金的质量为 ( B )
A．9.80 g B．10.80 g C．11.20 g D．13.20 g

6．将2.8克Fe在一定量稀硝酸中恰好完全溶解后，往溶液中滴加NaOH 溶液立即产生沉淀，滴加至沉淀量最大时，再将所得溶液和沉淀一起加热蒸干，并在空气中灼烧至恒重，所得固体成分和可能的质量为( BD )
A．FeO 3.6g NaNO3 12.75g B．Fe2O3 4g NaNO2 6.9 g
C．Fe3O4 3.87g NaNO3 10.25g D．Fe2O3 4g NaNO2 9.8 g
7．将100 mL稀硝酸和稀硫酸的混合酸溶液平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g（假设此时硝酸只被还原为NO，下同）；向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示。下列判断中错误的是 ( D )
A．OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是H2
B．A点对应消耗NO3—物质的量为0.1mol
C．B点对应的消耗铁粉的质量为8.4g
D．原混合酸溶液中H2SO4浓度为2.0mol/L

补充练习：
1.铁粉和铜粉的均匀混合物，平均分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO)
编号
①
②
③
④
稀硝酸体积/mL
100
200
300
400
剩余金属/g
18.0
9.6
0
0
NO体积/mL
2240
4480
6720
V
下列计算结果正确的是(BD)
A． ①中溶解了5.6gFe B．硝酸的浓度为4mol/L
C． ②中溶解了9.6gCu D．④中V=8960
2.将14.4 g的镁铜合金完全溶解于硝酸中，反应产生的气体只可能有NO2、NO中的一种或两种，测得气体在标准状况下的体积为13.44 L。反应完全后，向所得溶液中加入过量的NaOH溶液，所得沉淀的质量可能为B
A．24 g B．30 g C．34.8 g D．45 g
3.向27.2Cu和Cu2O的混合物中加入0.5L某浓度的稀硝酸完全反应生成Cu2+和NO。在所得溶液中加入1.0L 1.0mol/L 的NaOH溶液至中性，且Cu2+完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列说法错误的是B
A．Cu与Cu2O 的物质的量之比为2:1 B．硝酸的物质的量浓度为2.6mol/L
C．产生的NO在标准状况下的体积为4.48L D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol

8．硝酸是常见的三大强酸之一，在化学研究和化工生产中有着广泛应用，常用于制备硝酸盐、染料、肥料、医药中间体、烈性炸药等。硝酸盐多用于焰火、试剂、图像处理行业。
(1). 某金属M的硝酸盐受热时按下式分解：2MNO3 2M+2NO2↑+O2↑，加热3.40gMNO3，生成NO2和O2折算成标准状况时的总体积为672mL。由此可以计算出M的相对原子质量为_____________。

(2). 将32.64g铜与140mL 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体折算成标准状况下的体积为11.2L。其中NO的体积为_____________。

(3). 现有Cu、Cu2O和CuO组成的混合物，某研究性学习小组为了探究其组成情况，加入100 mL 0.6 mol HNO3溶液恰好使混合物完全溶解，同时收集到224 mLNO气体（S. T. P.）。则产物中硝酸铜的物质的量为_____________。如原混合物中有0.0l molCu，则其中Cu2O与CuO的质量比为_____________。

(4).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，HNO3被还原成NO，待反应结束后，可产生标准状况下的气体多少升？

(5).加热某一硝酸铜的结晶水合物和硝酸银的混合物110.2g，使之完全分解，得到固体残渣48.4g。将反应后产生的气体通过水充分吸收后，剩余气体1.68L (S. T. P.)。求原混合物中硝酸铜结晶水合物的化学式。

(1). 解：设M金属的物质的量为xmol
2MNO3→2M+2NO2↑+O2↑
2 2 1
3
x

x=002mol
∴
M=170-14-48=108g/mol (2′)
(2). NO xmol；NO2 ymol
x+y=11.2/22.4=0.5
3x+y=2*32.64/64=1.02
x=0.26
y=0.24
5.824L
(3)..0.025、质量比18:5
(4).. 方程式
3Fe + 8H+ + 2NO3- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
可以看出H+和NO3-以1：4消耗，题目中H+较多，所以NO3-全部消耗掉
先得到NO的量为0.02mol
剩下的H+的量为0.02mol，可以和铁反应生成H2，0.01mol
气体总共是0.03mol
V=0.03mol*22.4L/mol=0.672L
(5). 设硝酸铜结晶水合物为Cu(NO3)2·nH2O，其物质的量为x，AgNO3的物质的量为y
2Cu(NO3)2·nH2O→2CuO+ 4NO2↑ + O2↑ 4NO2+O2+2H2O→4HNO3
2 2 4 1 4 1
x x 2x 0.5x 2x 0.5x
2AgNO3→2Ag+2NO2↑+O2↑ 4NO2+O2+2H2O→4HNO3
2 2 2 1 4 1
y y y 0.5y y 0.25y
由以上方程式可知最终得到的气体是O2，且为0.25y，0.25y=1.68/22.4 y=0.3mol
氧化铜与银的质量＝48.4g，即有80x+108y=48.4，得x=0.2mol
原混合物中结晶水的质量＝110.2-(0.2*188+0.3*170)=21.6g，n(H2O)=21.6/18=1.2mol
则硝酸铜结晶水合物中n[Cu(NO3)2]:n(H2O)=0.2:1.2=1:6
所以硝酸铜结晶水合物为Cu(NO3)2·6H2O

9．根据题意完成相关计算
往硫酸与硝酸的混合溶液中投入一块未除氧化膜的铝箔，微热使之完全反应，产生2.24L （已折算为标准状况）NO与H2的混合气体，且该混合气体的平均摩尔质量为13.20g/mol。
(1) 若将混合气体与一定量的氧气在一定条件下充分反应后，恰好全部转化为硝酸溶液。
①混合气体中NO的体积分数为_
②所用氧气在标准状况下的体积为_________L。

(2) 向铝箔与混酸反应后的溶液中趁热加入一定质量的(NH4)2SO4，冷却后全部溶液正好转化为40.77 g铝铵矾晶体[化学式：NH4Al(SO4)2·12H2O，式量：453]。
①原铝箔中金属铝的质量为_________，氧化膜的物质的量为_________。
②计算原混酸中硫酸的质量分数（精确到0.001，写出计算过程）。

(3) 另取铝铵矾溶于水后按一定比例加到碳酸氢铵溶液中，既有气体又有沉淀生成。取27.8g沉淀，平均分为两份。
第一份加强热使其完全分解，最终得到5.1g氧化铝粉末
第二份加入足量的盐酸，固体完全溶解，生成0.1mol气体。往所得溶液中加入足量的NaOH并微热，又生成0.1mol气体。
通过计算推测沉淀的化学式并写出生成该沉淀的化学方程式。

（1）0.4（2分）； 1.344L（2分）；
（2）2.16g（2分）；0.005 mol（2分）；0.395（4分）（算出硫酸质量得2分）
过程：m(Al2O3) = 0.005×102 = 0.51(g)，m[(NH4)2SO4] = 0.09 ÷2×132 = 5.94(g)，
w(H2SO4) = = 0.395
（方法二：考虑水守恒，最终晶体中的水来自于混酸中原有的水加上硫酸硝酸中的氢形成的水再减去氢气带走的氢对应的水。）
(3) NH4Al(OH)2CO3或NH4AlO(OH)HCO3（任写一种均可）（2分）
[说明：沉淀中含Al3+、NH4+、CO32—各0.1mol。由电荷守恒与质量守恒可知，缺少的阴离子为OH—，而非SO42— ]
NH4Al(SO4)2 + 4NH4HCO3→ NH4Al(OH)2CO3↓+2(NH4)2SO4 + 3CO2↑+ H2O
或NH4Al(SO4)2 + 4NH4HCO3→ NH4AlO(OH)HCO3↓+2(NH4)2SO4 + 3CO2↑+ H2O（2分）
10．某金属硝酸盐受热分解的产物为不含N元素的固体物质和NO2、O2气体。
(1) 该金属硝酸盐受热分解后，若产生NO2和O2的物质的量之比为6:1，则金属元素的价态在反应过程中__________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。
(2) 该金属硝酸盐受热分解后，产生NO2和O2的物质的量之比的最小值是_____________。

(3) 现取m g Cu(NO3)2不含水的晶体，强热使其分解，得到NO2、O2 和n g固体。将气体用水充分吸收后，结果还有气体剩余，同时得到500 mL溶液。则残留固体的成分可能是____________（用化学式表示）；所得溶液的物质的量浓度是________________（用含m的代数式表示）。

(4) 若m = 3.76、n = 1.52，试通过计算确定残留固体的成分和质量。

(1) 升高 （2分） (2) 2:1 （3分）
(3) Cu2O或Cu2O与CuO的混合物（2分）；mol/L （3分）
(4) Cu2O与CuO的混合物（2分）；m(Cu2O) = 0.72 g、m(CuO) = 0.80 g（4分）
11．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量铁铝合金与100mL某浓度的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol·L－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示（C>0）。试回答下列问题：
(1)写出反应过程中的离子反应方程式：
DE段 ，
EF段__________________________________。
(2)合金中，铝的质量为 g，铁的质量为 g。
(3)硝酸溶液的物质的量浓度为 mol·L－1
(4) C的值为 mL。

(1) （2分） NH4＋+OH－→NH3·H2O
Al(OH)3+ OHˉ→AlO2ˉ+2H2O
(2) （2分） 0.216 1.344
(3) （2分） 1．48
(4) （2分） 7

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