硝酸以及有關(guān)硝酸的計算.doc

硝酸以及有關(guān)硝酸的計算濃硫酸、硝酸反應規(guī)律總結(jié)方程式1. 濃硫酸與銅2. 濃硫酸與碳3. 濃硝酸與銅4. 濃硝酸與鐵（加熱）5. 濃硝酸與鋁6. 濃硝酸與銀7. 濃硝酸與碳8.濃硝酸與硫9.稀硝酸與銅10. 稀硝酸與鋁11. 稀硝酸與銀12. 稀硝酸與少量鐵13.稀硝酸與過量鐵1、向25mL 18.4mol/L-1H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應后，被還原的H2SO4的物質(zhì)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. 銅與0.87mol/L的硝酸反應，如果NO3-濃度下降0.2mol/L，則溶液中c（H+）同時下降 mol/L 3. 1.92gCu投入到一定量的濃HNO3中，Cu完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到標準狀況下672mL氣體，將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標準狀況下一定體積的O2，恰好使氣體完全溶于水，求通入O2的體積。4. 寫出濃硫酸與木炭粉在加熱條件下反應的化學方程式，并標出電子轉(zhuǎn)移關(guān)系 （2）試用上圖所示各裝置設計一個實驗，驗證上述反應所產(chǎn)生的各種產(chǎn)物。這些裝置的連接順序（按產(chǎn)物氣體從左至右的流向）是（填裝置的編號）： （3）實驗室可觀察到裝置中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）裝置中所加的固體藥品是 ，可確證的產(chǎn)物是 ，確定裝置在整套裝置中的位置的理由是 。（5）裝置中所盛溶液是 ，可驗證的產(chǎn)物是 硝酸是一種強氧化性酸，其強氧化性特別是硝酸參與化學反應的計算是中學化學知識中的重點及難點，也是高考中常見的命題熱點。一、 關(guān)于硝酸 1、氧化性酸和酸的氧化性任何酸溶液中都有較大量H+, H+作為氫元素的最高價態(tài)當然具有氧化性，且只有氧化性。因此，任何酸都具有氧化性，我們稱其為：“酸的氧化性”，所謂酸的通性也就是H+的性質(zhì)，活潑金屬與酸發(fā)生置換反應放出氫氣就體現(xiàn)了酸（H+）的氧化性。 氧化性酸則是指其酸根部分也擁有氧化性的酸，如硝酸。2、硝酸在化學反應中的作用 只起酸的作用，如：Cu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 +2H2O只起氧化劑的作用。如:C + 4 HNO3 = CO2 +4 NO2 +2H2O即起酸的作用又起氧化劑的作用，如：3FeO + 10 HNO3 (稀) = 3Fe(NO3)3 + NO + 5 H2O3、 硝酸跟金屬反應的一般規(guī)律除Au、Pt以外，硝酸能和幾乎全部金屬發(fā)生氧化還原反應。硝酸越稀，其還原產(chǎn)物的價態(tài)越低；金屬越活潑，其還原產(chǎn)物的價態(tài)越低。Fe、AL能被冷、濃硝酸鈍化（鈍化不是不反應）。位于金屬活動順序表中H以后的金屬（Cu、Hg、Ag）能使?jié)庀跛徇€原為NO2 ，稀硝酸還原為NO 。如：Ag + 2HNO3(濃) = AgNO3 + NO2 + H2O3Ag + 4HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO + 2H2O Zn、Mg等活潑金屬與HNO3 反應時，硝酸有可能被還原成N2O、N2等，與極稀的硝酸反應，硝酸甚至被還原成NH3.HNO3(稀)只能使石蕊試液變紅，不能使之褪色，因稀硝酸的氧化性不如濃硝酸強，不能將石蕊氧化。 2考查氣體制取及裝置的選擇（1）硝酸具有強氧化性，不能用其來制取還原性氣體（如：H2、HI、等）；（2）因的氧化性強于，所以硝酸與金屬反應不會產(chǎn)生 ；（3）由于硝酸具有強氧化性，對橡膠制品有強腐蝕作用，所以制取時常用曲頸玻璃儀器，涉及連接儀器的膠管應盡可能短，盡可能使兩玻璃接口靠近，盛放硝酸的試劑瓶不能用橡皮塞等。例題1、 一定量的鹽酸和過量鐵粉反應，為減緩反應速率，且不影響的總量，可向鹽酸中加入適量的（ ）（1）氫氧化鈉固體（2）醋酸鈉固體（3）氯化鈉溶液（4）水（5）硝酸鉀溶液A. （1）（2）（3） B. （2）（3）（4） C. （3）（4）（5） D. （1）（3）（5） 3考查常溫下濃硝酸使鐵、鋁鈍化現(xiàn)象知識要點：鐵、鋁遇冷的濃硝酸、濃硫酸均可發(fā)生鈍化。例題2、 欲迅速除去鋁壺中的水垢又不損壞鋁壺，最佳的方法是加入下列物質(zhì)中的（ ） A. 濃鹽酸B. 稀硝酸 C. 冷的濃硫酸 D. 冷的濃硝酸 4考查硝酸對金屬的溶解情況（1）Pt、Au不與硝酸反應，只溶于王水。（2）一般情況下，在金屬活動順序表中排在氫以后的金屬與硝酸反應時，濃硝酸產(chǎn)生，稀硝酸產(chǎn)生NO。例題3、用銅鋅合金制成的假金元寶欺騙行人的事件屢屢發(fā)生，下列不易區(qū)別其真?zhèn)蔚姆椒ㄊ牵?） A. 測密度 B. 放入硝酸中 C. 放入鹽酸中 D. 觀察外觀 5考查與有關(guān)的溶液中離子共存問題知識要點：在中性或堿性溶液中氧化性極弱，通常認為不顯氧化性；而在酸性溶液中將會顯示極強的氧化性，可以氧化許多具有還原性的微粒（如：等），使之在溶液中不能大量共存。例題4、 在pH=1的無色溶液中，下列各離子組因發(fā)生氧化還原反應而不能大量共存的是（ ）A. B. C. D. 三、關(guān)于硝酸與金屬反應的計算 硝酸與金屬的反應都是氧化還原反應，氧化劑一定是HNO3， ，還原劑一定是金屬。因金屬活潑性的不同、HNO3 濃度的變化，導致還原產(chǎn)物的多樣性和不確定性，致使方程式的書寫都十分困難，有一定難度。解決此類問題的關(guān)鍵在于：抓住“兩個守恒”“三個關(guān)系”。1 兩個守恒 整個反應過程中，氧化劑（HNO3 ）的得電子數(shù)恒等于還原劑（金屬）的失電子數(shù)。生成物中的N元素均來自反應物中的HNO3 （無論含N元素的生成物有幾種），因此存在N元素守恒。2 三個關(guān)系 HNO3 的總物質(zhì)的量等于起酸作用的HNO3 的物質(zhì)的量與起氧化劑作用HNO3 的物質(zhì)的量之和。起酸作用的HNO3 的物質(zhì)的量等于實際參加反應的金屬的物質(zhì)的量與金屬在生成物中化合價的乘積。起氧化劑作用的HNO3 的物質(zhì)的量等于生成物中N元素的物質(zhì)的量之總和。例題5、 若使12.8g銅與一定量的濃硝酸反應，Cu耗完時，共產(chǎn)生5.6L（標況下）的氣體。所耗硝酸的物質(zhì)的量為多少？四、破疑解難，理清概念1 NO3-何時才有氧化性？ NO3- 在中性和堿性溶液中無氧化性，可與S2- 、SO32- 、Fe2+等還原性離子共存，在酸性溶液中有強氧化性。2 檢驗NO3-的一般方法硝酸鹽或硝酸鹽的濃溶液與銅及濃硫酸反應，會產(chǎn)生紅棕色氣體和藍色溶液。（濃硫酸與硝酸鹽反應生成硫酸鹽和硝酸-高沸點酸制低沸點酸，硝酸再與銅反應生成硝酸銅放出NO或者NO2）3 濃硝酸和濃鹽酸往往都呈現(xiàn)黃色，原因相同嗎？不相同。濃硝酸具有不穩(wěn)定性，易分解生成NO2 ，使溶液顯黃色。濃鹽酸呈現(xiàn)黃色是因為生產(chǎn)過程中溶解有Fe3+ 。4 作過銀鏡實驗的試管用濃硝酸清洗好還是用稀硝酸清洗好？3Ag + 4HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO + 2H2OAg + 2HNO3(濃) = AgNO3 + NO2 + H2O從充分利用原料和環(huán)保角度看，當然用稀硝酸清洗好。5. 濃硝酸與銅反應的還原產(chǎn)物一定是NO2 嗎？不一定。隨著反應的進行，HNO3 不斷消耗，水不斷生成，濃硝酸將逐漸變成稀硝酸，還原產(chǎn)物也將改變。6. 濃硝酸在反應中通常被還原為NO2 ，硝酸根只得一個電子；稀硝酸在反應中通常被還原為NO ，硝酸根得三個電子，是否說明稀硝酸的氧化性強于濃硝酸？不能這樣說。眾所周知：Na的還原性強于AL，但Na在反應中只能失一個電子，而AL卻能失三個電子?？梢姡趸?、還原性的強弱決定于得失電子的難易程度，而不是得失電子個數(shù)的多少，這從濃硝酸與銅的反應速率遠高于稀硝酸與銅的反應速率可以證實。五、習題 1（2000年高考全國卷）在一定條件下，NO跟NH3可以發(fā)生反應生成N2和H2O?，F(xiàn)有NO和NH3的混合物1 mol，充分反應后所得產(chǎn)物中，若經(jīng)還原得到的N2比經(jīng)氧化得到的N2多1.4g。（1）寫出反應的化學方程式并標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。（2）若以上反應進行完全，試計算原反應混合物中NO與NH3的物質(zhì)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，過濾、洗滌、烘干后，得到9.32g沉淀。濾液跟4mol/L NaOH溶液反應，用去35mL堿液時恰好中和。求混合溶液中H2SO4和HNO3的物質(zhì)的量濃度。另取10mL原混合酸溶液，加入3.2g銅粉共熱，標準狀況下可收集到多少毫升氣體？3、某金屬單質(zhì)跟一定濃度的硝酸反應，假定只產(chǎn)生單一的還原產(chǎn)物。當參加反應的金屬單質(zhì)與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為21時，還原產(chǎn)物是 ( )A.NO2 B.NO C.N2O D.N24、14g銅銀合金與足量的某濃度的硝酸反應，將放出的氣體與1.12L氧氣（標準狀況）混合，通入水中，恰好被全部吸收，則合金中銅的質(zhì)量為多少克?5、（04年天津理綜）將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產(chǎn)生NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L。請回答：（1）NO和NO2的體積分別為多少升？所得氣體的平均相對分子質(zhì)量為多少？（2）待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液加入Vml a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為多少？（3）將盛有此氣體的容器倒扣在水中，通入標況下一定體積的O2，恰好使氣體完全溶于水中，則通入O2的體積是多少？若使用30的雙氧水需多少克？6、76.8mg銅與適量濃HNO3反應，銅全部作用后，如果NO3-減少2.210-3mol，則溶液中H+同時下降。A2.210-3mol B3.210-3mol C4.410-3mol D4.810-3mol參考答案與解析：1、（1） （2）6 mol NO還原得到3 mol N2，4 mol NH3氧化得到2 mol N2，兩者相差1 mol N2?，F(xiàn)相差1.4g，相當于0.3 mol NO和0.2 mol NH3反應。依題意NO和NH3的總物質(zhì)的量為1mol，其中必有一種為過量，所以有兩種情況：0.3 mol NO和0.7 mol NH3或0.2 mol NH3和 0.8 mol NO2、理清題意：在硫酸和硝酸的混合溶液中加入足量的BaCl2溶液，因硝酸不反應、BaCl2溶液為足量，所以n(H2SO4)=n(BaSO4)，原硫酸中的氫離子全部進入溶液；NaOH物質(zhì)的量即為混合酸中氫離子總物質(zhì)的量；銅片不和稀硫酸反應。n(Cu)=3Cu 2NO3- 8H+=3Cu2+ 2NO+ 4H2O 3 2 8 20.05mol 0.06mol 0.14mol n(NO) Cu完全反應V(NO)=22.4L/mol103mL/Ln(NO)=747mL解：n(H2SO4)=n(BaSO4)=n(H+)總n(OH-)=4mol/L0.035L=0.14mol n(HNO3)=0.14mol0.04mol2=0.06mol c(H2SO4)= c(HNO3)= 3、C; 若金屬為+1價，失電子數(shù)為2，HNO3被還原為+3價；金屬為+2價，失電子數(shù)為4，HNO3被還原為+1價；金屬為+3價，失電子數(shù)為6，已不可能。 4、解：設：Cu、Ag的物質(zhì)的量分別為x、y n(Cu)=0.05mol64gmol-1 =3.2g 5、解：設：NO和NO2的物質(zhì)的量分別為x、y n(Cu)= n(氣體) M氣體的平均相對分子質(zhì)量為37.68反應終點時Cu2+全部轉(zhuǎn)化為沉淀，溶液中只有NaNO3