高中化學(xué)解題技巧：有關(guān)硝酸與金屬反應(yīng)的計算

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高中化學(xué)解題技巧：有關(guān)硝酸與金屬反應(yīng)的計算從反應(yīng)的本質(zhì)看:金屬與硝酸反應(yīng)的實質(zhì)是金屬與H+和NO3-共同作用.例如:銅與稀硝酸反應(yīng)的實質(zhì)是:3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+4H2O+2NO3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+2H2O+NO例1.銅粉放入稀硫酸溶液后，加熱后無明顯現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)加入下列一種物質(zhì)后，銅粉質(zhì)量減少，溶液呈藍(lán)色，同時有氣體產(chǎn)生，該物質(zhì)可能是()。A.Fe2(SO4)3 B.Na2CO3 C.KNO3 D.FeSO4解析:銅不能與稀硫酸反應(yīng)，但稀硫酸提供H+，鹽提供NO3-，構(gòu)成強氧化條件，能溶解銅并產(chǎn)生氣體。答案選C。例2.鐵銅混合物加入不足

2、量的硝酸，反應(yīng)后，剩余金屬m1 g，再向其中加入一定量稀硫酸.充分振蕩后，剩余金屬m2 g，則m1與m2的關(guān)系是()。A.m1一定大于m2 B.m1一定等于m2 C.m1可能等于m2 D.m1可能大于m2解析:鐵銅混合物與不足量的硝酸反應(yīng)后生成硝酸鹽，即溶液中的鹽含有NO3-，再加稀硫酸提供H+，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，會再溶解一部分金屬。答案選A。例3.已知Fe2+可以水解:Fe2+2H2OFe(OH)2+2H+，現(xiàn)向Fe(NO3)2溶液中加入足量的稀硫酸，則溶液的顏色()。A.淺綠色加深B.顏色變淺C.溶液變黃D.無法判斷解析:原Fe(NO3)2溶液中含有NO3-，再加入稀硫酸提供H+，發(fā)生氧化

3、還原反應(yīng)3Fe2+4H+NO3-=3Fe3+2H2O+NO溶液變黃，答案選C例4.在100 mL混合溶液中，HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度分別是0.4 mol/L，0.1 mol/L向該混合液中加入1.92 g銅粉，加熱待充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度是()。A.0.15 B.0.225 C.0.35 D.0.45解析:題中告訴了HNO3和H2SO4的物質(zhì)的量濃度，可以求出H+和NO3-的物質(zhì)的量分別是0.06 mol，0.04 mol，0.03 mol Cu，顯然要判斷過量，NO3-和Cu過量.按照H+的量代入離子方程式計算.答案選B。從硝酸在反應(yīng)中的作用:參加反應(yīng)的硝酸一

4、部分顯酸性，生成硝酸鹽，另一部分作氧化劑，一般轉(zhuǎn)化為氮的氧化物(NO或NO 2)，根據(jù)氮元素守恒解題。例5.將25.6 mg Cu與1.4*10-3 mol的濃硝酸恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為ml。(假設(shè)反應(yīng)中只產(chǎn)生NO或NO 2)解析:因為1 mol Cu參加反應(yīng)生成Cu(NO3)2對應(yīng)2 mol HNO3顯酸性，所以25.6 mg Cu完全反應(yīng)，必然有0.8*10-3 mol的硝酸顯酸性，其余的硝酸中的氮全轉(zhuǎn)移到NO或NO2中，即有1 mol HNO3作氧化劑就有1 mol氮的氧化物(NO或NO2)。答案13.44 mL.。A.0.12 B.0.11 C.0.09

5、D.0.08解析:因為0.03 mol Cu參加反應(yīng)生成Cu(NO3)2對應(yīng)0.06 mol HNO3顯酸性，0.05 mol氮的氧化物(NO或NO2)對應(yīng)0.05 mol HNO3作氧化劑，所以共消耗硝酸0.11 mol。答案選B。例7.為測定某銅銀合金的成分，將30 g合金完全溶解于80 mol、濃度為13.5 mol/L的濃硝酸中，合金完全溶解后，收集到6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的氣體(假設(shè)反應(yīng)中只產(chǎn)生NO或NO2)，并測得溶液的pH=0，假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍80 mL。合金中各金屬成分.解析:(1)被還原的硝酸就是作氧化劑的硝酸，即生成的1 mol氮的氧化物就對應(yīng)1 mol被還原的硝

6、酸:所以:n=6.72/22.4=0.3 mol設(shè)合金中銅銀的物質(zhì)的量分別為x、y則顯酸性的硝酸的物質(zhì)的量為2x+y因為PH=0則反應(yīng)后溶液的氫離子濃度為164x+108y=302x+y+6.72/22.4=0.08*13.50.08*1(氮元素守恒)解得x=0.3 y=0.1例8.將6.4 g Cu與80 mol/L 60 mL的硝酸充分反應(yīng)，銅完全溶解，反應(yīng)后溶液中的H+的物質(zhì)的量為amol.(假設(shè)反應(yīng)中只產(chǎn)生NO或NO2)，此時溶液中所含NO3-的物質(zhì)的量為mol。A.0.28 B.0.31 C.a+0.2 D.a+0.4解析:6.4 g Cu反應(yīng)后生成0.1 mol Cu(NO3)2，

7、再加上HNO3中的NO3-。即得答案C。從得失電子守恒的角度.一般情況下:金屬失去的電子被+5價的氮得到，轉(zhuǎn)化為NO或NO2，根據(jù)得失電子解題。例9.在Cu與稀硝酸反應(yīng)中，如果有1 mol硝酸被還原，則被氧化的銅的物質(zhì)的量為mol。A.3/8 B.8/3 C.3/2 D.2/3解析:設(shè)被氧化的銅的物質(zhì)的量為x mol.則根據(jù)得失電子守恒有:1*(5-2)=2x例10.題見例7(3)求生成的氣體的成分。解析:(2)已解出銅銀的物質(zhì)的量分別為0.3、0.1，則NO和NO2的物質(zhì)的量的關(guān)系式為：3*2+0.1*1=3n(NO)+n(NO2)(得失電子守恒)從反應(yīng)始態(tài)和最終狀態(tài)看。終態(tài)法的運用使許多復(fù)

8、雜問題簡單化，在化學(xué)計算中具有非常重要的地位。例11.銅鎂合金4.6 g完全溶于濃硝酸中，若反應(yīng)中硝酸被還原，只產(chǎn)生4480 mL NO2氣體和336 mL N2O4氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).反應(yīng)后的溶液中加足量NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量為g。解析:反應(yīng)中銅鎂合金失去電子，最終轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2和Mg(OH)2沉淀，比較始態(tài)和終態(tài)，固體增加的質(zhì)量為OH-的質(zhì)量，而OH-的物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量，再根據(jù)氣體計算轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量:所以沉淀的質(zhì)量為:4.6+0.23*17=8.51 g例12.1.92 g Cu投入到一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，生成的氣體的顏色越來越淺，共收集到672

9、mL的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水，則通入的氧氣的體積為mL。A.168 B.224 C.336 D.504解析:從反應(yīng)的始態(tài)和最終狀態(tài)看，銅在反應(yīng)中失去電子，氧氣在反應(yīng)中得電子，設(shè)通入的氧氣的體積為x mL，則:(1.92/64)*2=(x/22400)*4解得:x=336，答案選C。例13.將32.64 g銅粉與140 mL一定量濃硝酸恰好完全反應(yīng)，銅完全溶解，反應(yīng)后收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2 L.(假設(shè)反應(yīng)中只產(chǎn)生NO或NO2)請回答:NO的體積為mL;NO2的體積為mL。待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶

10、液中加入v mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部沉淀，則原硝酸的濃度為a mol/L欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在溶液中完全轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水g。解析:(1)設(shè)反應(yīng)中產(chǎn)生NO和NO2的體積分別為x、y(據(jù)得失電子守恒有)x+y=11.2(x/22.4)*3+(y/22.4)*1=(32.64/64)*2解得x=5.824 L y=5.376 L得原硝酸的濃度為:C=(10-3 va+0.5)/0.14從反應(yīng)的始態(tài)和最終狀態(tài)看，銅在反應(yīng)中失去電子，雙氧水在反應(yīng)中得到電子，需要30%的雙氧水的質(zhì)量為m則(據(jù)得失電子守恒有):從極限的角度.硝酸與鐵反應(yīng)，

11、隨用量的不同，產(chǎn)物可能是Fe(NO3)2或Fe(NO3)3這時可用極限法解。如果產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物不單一，可能也要用極限法解。例14.把22.4 g鐵完全溶解于某濃度的硝酸中，反應(yīng)只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO。下列說法正確的是()。A.反應(yīng)后生成的鹽只有Fe(NO3)3 B.反應(yīng)后生成的鹽只有Fe(NO3)2C.產(chǎn)物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量之比為1:3 D.產(chǎn)物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量之比為3:1解析:用極限法判斷:22.4 g鐵如完全轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)3轉(zhuǎn)移1.2 mol電子;如完全轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2轉(zhuǎn)移0.8 mol電子

12、，反應(yīng)中實際轉(zhuǎn)移0.3*1+0.2*3=0.9 mol電子，所以產(chǎn)物中既有Fe(NO3)2又有Fe(NO3)3這，分別設(shè)Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量分別x、y，01關(guān)系式法關(guān)系式法是根據(jù)化學(xué)方程式計算的巧用，其解題的核心思想是化學(xué)反應(yīng)中質(zhì)量守恒，各反應(yīng)物與生成物之間存在著最基本的比例(數(shù)量)關(guān)系。例題：某種H2和CO的混合氣體，其密度為相同條件下再通入過量O2，最后容器中固體質(zhì)量增加了()D.6.4g【解析】固體增加的質(zhì)量即為H2的質(zhì)量。固體增加的質(zhì)量即為CO的質(zhì)量。所以，最后容器中固體質(zhì)量增加了3.2g，應(yīng)選A。02方程或方程組法根據(jù)質(zhì)量守恒和比例關(guān)系，依據(jù)題設(shè)條件設(shè)立未知數(shù)

13、，列方程或方程組求解，是化學(xué)計算中最常用的方法，其解題技能也是最重要的計算技能。例題：有某堿金屬M及其相應(yīng)氧化物的混合物共10 g，跟足量水充分反應(yīng)后，小心地將溶液蒸干，得到14g無水晶體。該堿金屬M可能是()D.銣【解析】設(shè)M的原子量為x，解得42.5x14.5，分析所給鋰、鈉、鉀、銣的原子量，推斷符合題意的正確答案是B、C。03守恒法化學(xué)方程式既然能夠表示出反應(yīng)物與生成物之間物質(zhì)的量、質(zhì)量、氣體體積之間的數(shù)量關(guān)系，那么就必然能反映出化學(xué)反應(yīng)前后原子個數(shù)、電荷數(shù)、得失電子數(shù)、總質(zhì)量等都是守恒的。巧用守恒規(guī)律，常能簡化解題步驟、準(zhǔn)確快速將題解出，收到事半功倍的效果。例題：將5.21 g純鐵粉溶

14、于適量稀H2SO4中，加熱條件下，用2.53 g KNO3氧化Fe2+，充分反應(yīng)后還需0.009 mol Cl2才能完全氧化Fe2+，則KNO3的還原產(chǎn)物氮元素的化合價為_。04差量法找出化學(xué)反應(yīng)前后某種差量和造成這種差量的實質(zhì)及其關(guān)系，列出比例式求解的方法，即為差量法。其差量可以是質(zhì)量差、氣體體積差、壓強差等。差量法的實質(zhì)是根據(jù)化學(xué)方程式計算的巧用。它最大的優(yōu)點是：只要找出差量，就可求出各反應(yīng)物消耗的量或各生成物生成的量。例題：加熱碳酸鎂和氧化鎂的混合物mg，使之完全反應(yīng)，得剩余物ng，則原混合物中氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()05平均值法平均值法是巧解方法，它也是一種重要的解題思維和解題，斷MA或

15、MB的取值范圍，從而巧妙而快速地解出答案。例題：由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10 g與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2 L，則混合物中一定含有的金屬是()D.鎂【解析】各金屬跟鹽酸反應(yīng)的關(guān)系式分別為：ZnH2，F(xiàn)eH2，2Al3H2，MgH2。若單獨跟足量鹽酸反應(yīng)，生成11.2LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)需各金屬質(zhì)量分別為“Zn32.5g；Fe28 g；Al9g；Mg12g”，其中只有鋁的質(zhì)量小于10g，其余均大于10g，說明必含有的金屬是鋁。應(yīng)選C。06極值法巧用數(shù)學(xué)極限知識進(jìn)行化學(xué)計算的方法，即為極值法。例題：4個同學(xué)同時分析一個由KCl和KBr組成的混合物，他們各取2

16、.00克樣品配成水溶液，加入足夠HNO3后再加入適量AgNO3溶液，待沉淀完全后過濾得到干燥的鹵化銀沉淀的質(zhì)量如下列四個選項所示，其中數(shù)據(jù)合理的是()D.3.96g【解析】本題如按通常解法，混合物中含KCl和KBr，可以有無限多種組成方式，則求出的數(shù)據(jù)也有多種可能性，要驗證數(shù)據(jù)是否合理，必須將四個選項代入，看是否有解，也就相當(dāng)于要做四題的計算題，所花時間非常多。使用極限法，設(shè)2.00克全部為KCl，根據(jù)KCl-AgCl，每74.5克KCl可生成143.5克AgCl，則可得沉淀為(2.00/74.5)*143.5=3.852克，為最大值，同樣可求得當(dāng)混合物全部為KBr時，每119克的KBr可得沉

17、淀188克，所以應(yīng)得沉淀為(2.00/119)*188=3.160克，為最小值，則介于兩者之間的數(shù)值就符合要求，故只能選B和C。07十字交叉法十字交叉法是二元混合物(或組成)計算中的一種特殊方法，它由二元一次方程計算演變而成。若已知兩組分量和這兩個量的平均值，求這兩個量的比例關(guān)系等，多可運用十字交叉法計算。使用十字交叉法的關(guān)鍵是必須符合二元一次方程關(guān)系。它多用于哪些計算？明確運用十字交叉法計算的條件是能列出二元一次方程的，特別要注意避免不明化學(xué)涵義而濫用。十字交叉法多用于：有關(guān)兩種同位素原子個數(shù)比的計算。有關(guān)混合物組成及平均式量的計算。有關(guān)混合烴組成的求算。(高二內(nèi)容)D.3911【解析】此題

18、可列二元一次方程求解，但運用十字交叉法最快捷：191-Ir:193-Ir(193192.22)：(192.22191)39:61，選A。08討論法討論法是一種發(fā)現(xiàn)思維的方法。解計算題時，若題設(shè)條件充分，則可直接計算求解；若題設(shè)條件不充分，則需采用討論的方法，計算加推理，將題解出。例題：在30mL量筒中充滿NO2和O2的混合氣體，倒立于水中使氣體充分反應(yīng)，最后剩余5mL氣體，求原混合氣中氧氣的體積是多少毫升？看看網(wǎng)友們都有什么想法網(wǎng)友1差量法是依據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后的某些“差量”(固體質(zhì)量差、溶液質(zhì)量差、氣體體積差、氣體物質(zhì)的量之差等)與反應(yīng)物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題法。此法將“差量”看作化學(xué)方程式右端的一