新教材高中化學(xué)第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化本章總結(jié)魯科版必修第一冊(cè)

第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化本章總結(jié)專題關(guān)于硝酸與金屬反應(yīng)的計(jì)算方法1．得失電子守恒法硝酸與金屬反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，氮原子得到的電子總數(shù)等于金屬原子失去的電子總數(shù)。假如金屬被HNO3溶解后，產(chǎn)生的NOx氣體(NO2、NO)與O2充分混合后又用H2O恰好完全汲取，則金屬失去的電子數(shù)等于消耗的O2得到的電子數(shù)。2．原子守恒法硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)，HNO3中的NOeq\o\al(－,3)一部分仍以NOeq\o\al(－,3)的形式存在，另一部分轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中N的物質(zhì)的量之和與反應(yīng)消耗的HNO3中N的物質(zhì)的量相等。3．利用離子方程式計(jì)算硝酸與硫酸混合液跟金屬的反應(yīng)，當(dāng)金屬足量時(shí)，不能用HNO3與金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算，應(yīng)用離子方程式計(jì)算，因?yàn)樯傻南跛猁}中的NOeq\o\al(－,3)與硫酸電離出的H＋仍能接著與金屬反應(yīng)，如3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。4．假如金屬被HNO3溶解后，再向溶液中滴加NaOH溶液使金屬陽(yáng)離子恰好完全沉淀，則金屬失去電子的物質(zhì)的量等于HNO3得到電子的物質(zhì)的量，也等于生成氫氧化物時(shí)消耗的OH－的物質(zhì)的量，因此，m(沉淀)＝m(金屬)＋m(OH－)＝m(金屬)＋n(e－)×17g·mol－1[因?yàn)镸eq\o(→,\s\up7(－ne－))Mn＋，Mn＋eq\o(→,\s\up7(＋nOH－))M(OH)n]。例138.4mgCu與適量的濃硝酸反應(yīng)，Cu全部反應(yīng)后，共收集到22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體。反應(yīng)消耗的HNO3的物質(zhì)的量是()A．1.0×10－3mol B．1.6×10－3molC．2.2×10－3mol D．2.4×10－3mol[解析]參與反應(yīng)的硝酸一部分做酸，一部分做氧化劑被還原(其中一部分被還原為NO2，另一部分被還原為NO)，故n(HNO3)＝n[HNO3(做酸)]＋n[HNO3(做氧化劑)]＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO2)＋n(NO)＝2×eq\f(38.4×10－3g,64g·mol－1)＋eq\f(22.4×10－3L,22.4L·mol－1)＝2.2×10－3mol。[答案]C例2足量銅與肯定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、NO的混合氣體，這些氣體與1.68LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，全部氣體完全被水汲取生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是()A．60mL B．45mLC．30mL D．15mL[解析]由題意分析反應(yīng)過程中的轉(zhuǎn)化關(guān)系：HNO3eq\o(→,\s\up7(Cu))NO2、NOeq\o(→,\s\up7(O2H2O))HNO3由此可知Cu失去的電子全部轉(zhuǎn)移給了O,2Cueq\o(→,\s\up7(4e－))O2，則n(Cu)＝2n(O2)＝eq\f(1.68L×2,22.4L·mol－1)＝0.15mol。依據(jù)Cu2＋～2NaOH得n(NaOH)＝2n(Cu)，故V(NaOH)＝eq\f(2×0.15mol,5mol·L－1)＝0.06L＝60mL。[答案]A[題組訓(xùn)練]1．1.52g銅鎂合金完全溶解于50mL密度為1.40g·cm－3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中，得到NO2和N2O4的混合氣體1120mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后的溶液中加入1.0mol·L－1NaOH溶液，當(dāng)金屬離子全部沉淀時(shí)，得到2.54g沉淀。下列說法不正確的是()A．該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2∶1B．該濃硝酸中HNO3的物質(zhì)的量濃度是14.0mol/LC．NO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分?jǐn)?shù)是80%D．得到2.54g沉淀時(shí)，加入NaOH溶液的體積是600mL答案D解析c(HNO3)＝eq\f(\f(50mL×1.40g·cm－3×63%,63g·mol－1),50mL×10－3L·mL－1)＝14.0mol/L，B正確；1molCu(或Mg)失去2mole－后形成的Cu2＋(或Mg2＋)完全轉(zhuǎn)化為沉淀需結(jié)合2molOH－，即銅鎂合金失去電子的物質(zhì)的量等于形成沉淀時(shí)結(jié)合OH－的物質(zhì)的量，最終生成沉淀2.54g，增加的質(zhì)量m(OH－)＝2.54g－1.52g＝1.02g，即n(OH－)＝eq\f(1.02g,17g·mol－1)＝0.06mol，結(jié)合氧化還原反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移守恒關(guān)系得：n(NO2)＋n(N2O4)×2＝0.06mol、n(NO2)＋n(N2O4)＝eq\f(1120mL×10－3L·mL－1,22.4L·mol－1)＝0.05mol，兩式聯(lián)立可解得：n(NO2)＝0.04mol，n(N2O4)＝0.01mol，C正確；利用合金質(zhì)量和失去電子的物質(zhì)的量可得：n(Cu)×64g·mol－1＋n(Mg)×24g·mol－1＝1.52g和n(Cu)×2＋n(Mg)×2＝0.06mol，兩式聯(lián)立可解得：n(Cu)＝0.02mol，n(Mg)＝0.01mol，A正確；利用氮元素守恒可知溶解合金后溶液中含有c(NOeq\o\al(－,3))＝0.05L×14mol/L－0.04mol－0.01mol×2＝0.64mol，加入NaOH至金屬離子恰好全部沉淀時(shí)，溶液為NaNO3溶液，利用原子守恒可得n(Na＋)＝n(NOeq\o\al(－,3))，故加入NaOH溶液的體積V(NaOH)＝eq\f(0.64mol,1.0mol·L－1)＝0.64L＝640mL，D錯(cuò)誤。2．銅與肯定濃度的硝酸和硫酸的混合酸反應(yīng)，生成的鹽只有硫酸銅，同時(shí)生成的兩種氣體均由兩種元素組成，氣體的相對(duì)分子質(zhì)量都小于50。為防止污染，將產(chǎn)生的氣體完全轉(zhuǎn)化為最高價(jià)含氧酸鹽，消耗1L2.2mol·L－1NaOH溶液和1molO2，則兩種氣體的分子式及物質(zhì)的量分別為____________________________________，生成硫酸銅物質(zhì)的量為________。答案NO0.9mol，NO21.3mol2mol解析Cu與H2SO4和HNO3的混合酸反應(yīng)，生成的鹽只有CuSO4，說明HNO3全部被還原，生成的兩種氣體均由兩種元素組成且相對(duì)分子質(zhì)量都小于50，說明這兩種氣體是NO和NO2，設(shè)NO的物質(zhì)的量為x，NO2的物質(zhì)的量為y，NO和NO2在N