有關(guān)銅與硝酸反應(yīng)的計(jì)算題,硝酸的濃度及量的多少,對(duì)硝酸被還原的產(chǎn)物、反應(yīng)類(lèi)型以及反應(yīng)進(jìn)行的程度,都有很大影響,但是只要仔細(xì)分析,找出題中隱含的某些關(guān)系,運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒记?,就可以快速?zhǔn)確地解題。 一、電子守恒法 例1、將1.92g銅投入一定量的濃硝酸中,銅完全溶解,生成氣體的顏色越來(lái)越淺,共收集到672mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。將盛有此氣體的容器倒扣在水中,容器內(nèi)液面上升,再通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的氧氣,恰好使氣體完全溶于水中,則通入氧氣的體積是( ) A. 504mL B. 336mL C. 334mL D. 168mL 解析:在反應(yīng)過(guò)程中,原硝酸經(jīng)過(guò)以上變化后,最終又變?yōu)橄跛?,?/span>N元素守恒可知硝酸的量未發(fā)生變化。此過(guò)程相當(dāng)于:先把電子轉(zhuǎn)移給硝酸中的N,然后硝酸的還原產(chǎn)物再把電子轉(zhuǎn)移給重新生成硝酸,實(shí)際上就等同于Cu把電子轉(zhuǎn)移給。設(shè)通入的體積為V,則由電子守恒得:,所以。答案選B。
二、元素守恒法 例2、38.4mg Cu與適量的硝酸反應(yīng),銅全部反應(yīng)后,共收集到22.4mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量可能是( ) A. B. C. D. 解析:因硝酸的濃度未知,所以,反應(yīng)后被還原的產(chǎn)物可能為和NO或兩者的混合物。因除氣體以外的生成物只有和,根據(jù)N元素守恒可知有如下關(guān)系:反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量=未被還原的硝酸的物質(zhì)的量+被還原的硝酸的物質(zhì)的量,即:。答案選C。 三、極限討論法 例3、0.03mol 銅完全溶于硝酸,產(chǎn)生氮的氧化物()混合氣體共0.05mol。該混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量可能是( ) A. 30 B. 46 C. 50 D. 66 解析:因M(NO)=30,所以選項(xiàng)A不可能。設(shè)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為M,然后分兩種極限情況(M最大、M最小)進(jìn)行討論分析: (1)假設(shè)混合氣體為NO、,其物質(zhì)的量分別為x和y,則有: ,解得:,所以。 (2)假設(shè)混合氣體為,其物質(zhì)的量分別為x和y,則有: ,解得:,所以。 故混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)在兩個(gè)極限值44.4和55.2之間。答案選BC。
四、等量代換法 例4、76.8mg銅與適量的濃硝酸反應(yīng),銅全部溶解后,如果減少,則溶液中同時(shí)減少( ) A. B. C. D. 解析:根據(jù)化學(xué)方程式及化學(xué)式,每有1mol 參加反應(yīng),則必然消耗,即溶液中的減少量與參加反應(yīng)消耗的物質(zhì)的量相等,而參加反應(yīng)的硝酸的量=未被還原硝酸的量+被還原硝酸的量(即減少量),即為:的減少量亦如此。答案選B。
五、關(guān)系式法 例5、銅、鎂合金4.6g完全溶于濃硝酸中,若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的氣體和336mL的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),在反應(yīng)后的溶液中,加入足量的NaOH溶液,生成沉淀的質(zhì)量為( ) A. 9.02g B. 8.51g C. 8.26g D. 7.04g 解析:根據(jù)題意可得下列關(guān)系式: 因此,消耗NaOH的物質(zhì)的量等于銅、鎂合金失去電子的物質(zhì)的量。 設(shè)合金的物質(zhì)的量為x mol,則依據(jù)得失電子守恒有: ,即消耗的物質(zhì)的量為0.23mol。根據(jù)質(zhì)量守恒:m(沉淀)=m(合金)+m(),故沉淀質(zhì)量為:。答案選B。 六、離子方程式法 例6、在某100mL混合溶液中,和的物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol/L和0.1mol/L。向該混合溶液中加入1.92g銅粉,加熱,待充分反應(yīng)后,所得溶液中的物質(zhì)的量濃度是( ) A. 0.15mol/L B. 0.225mol/L C. 0.35mol/L D. 0.45mol/L 解析:因稀硫酸不與銅粉反應(yīng),此題很容易按的量直接進(jìn)行計(jì)算,而忽視了能夠提供,即與溶液中的仍具有的性質(zhì),還可以繼續(xù)與銅反應(yīng),直至或之一反應(yīng)完全。此題若用離子方程式解題,既快且準(zhǔn),解題過(guò)程如下: 顯然,Cu與均過(guò)量,應(yīng)按的量進(jìn)行計(jì)算,則:。答案選B。 |
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