高二化學復習要點：單質與硝酸反應的計算
一、計算依據(jù)
Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
C+4HNO3(濃)=== CO2↑+4NO2↑+2H20
1、 金屬反應中硝酸的作用是：酸性和氧化性。
2、 非金屬反應中硝酸的作用是：氧化劑。
3、 金屬和硝酸反應中幾種量的關系：
加入的硝酸的物質的量n(總 HNO3)，參加反應的硝酸n(參加HNO3)，未參加反應的硝酸n(未參加HNO3)，氧化劑作用的硝酸n(氧化劑HNO3)，僅起酸性作用的硝酸n(酸HNO3)，參加反應的銅n(Cu)，硝酸銅n〔Cu(NO3)2〕，
n(氧化劑HNO3)=n(NOX)
n (參加HNO3)
n(總HNO3) n(酸HNO3)=2n(Cu2+)= n(Cu)
n(未參加HNO3)=n(H+)
4、 利用好守衡
(1)電子得失守衡，(2)N、Cu原子守衡，(3)電荷守衡 ，
5、注意兩點
1、2NO2=N2O4
2、硝酸鹽中加入非氧化性酸，溶液有稀硝酸的性質。
二、例題
1、 某單質與量的濃硝酸反應，若參加反應的單質和硝酸的物質的量的比為1：4，則該元素在反應生成物中的化合價為()
A、+2， B、+3， C、+4， D+5
分析：單質可能是金屬也可能是非金屬
設單質生成物的化合價為+a ，根據(jù)電子得失守衡，
金屬 1mol×a=(4-2×a)mol×1 a=2 。
非金屬 a×1mol=1×4mol a=4
∴ 選AC
2、 Mg和某濃度的硝酸反應，消耗的物質的量比為4：10。
則硝酸的還原產(chǎn)物為()
A、NH4NO3， B、N20， C、NO， D、NO2
分析：起酸性作用的硝酸的NO3-以鹽的形式存在于生成物中，若還原產(chǎn)物為NH4NO3時，起酸性作用的硝酸的NO3-存在于Mg(NO3)2和NH4NO3中;若還原產(chǎn)物為N2或氧化物，則起酸性作用的硝酸的NO3-僅存在于Mg(NO3)2中。根據(jù)電子得失守衡：設還原產(chǎn)物的N的化合價為a
4mol×2=(10-4×2)mol×(5-a) a=+1 或 還原產(chǎn)物中N的化合價為-3價，4mol×2=(10-4×2-1)mol×1 ， 合理。
選AB。
3、1.92gCu粉與一定量的濃硝酸反應，當銅粉完全反應時，收集到標準狀況得氣體1.12L，則所消耗硝酸的物質的量為()
A、0.12mol， B、0.11mol， C、0.09mol ， D、0.08mol
分析：n(Cu)=1.92g/64g.mol-1=0.03mol
n(NOX)=1.12L/22.4L.mol-1=0.05mol
n(參加HNO3)=2n(Cu)+n(NOX)=2×0.03mol+0.05mol
=0.11mol
選B
4.為了測定某銅銀合金的成分，將30.0g合金溶于80ml13.5mol/L的濃硝酸中，待合金完全溶解后，收集到標況氣體6.672L，并測得溶液的C(H+)=1moL.L-1，假設反應后溶液的體積仍為80ML，計算：
(1) 被還原的硝酸的物質的量。
(2) 合金中銀的質量分數(shù)。
分析：(1)還原產(chǎn)物為NO2或NO、NO2的混合物，因此被還原的硝酸的物質的量即為氣體的物質的量，6.72L/22.4L.mol-1=0.3mol。
(2)C(H+)=1mol.L-1，所以硝酸過量，參加反應的硝酸為
13.5mol.L-1×0.080L-1mol.L-1×0.080L=1mol.
設合金中銅為Ymol，銀為Xmol，則
108X+64Y=30 解得 X=0.1
X+2Y+0.3=1 Y=0.3
0.1mol×108g.mol-1
ω(Ag)= ×100%=36%
30g
5、將32.64g銅與140ml一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO2的混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L，請回答：
(1) NO、NO2在標準狀況下的體積各為多少?
(2) 待產(chǎn)生的氣體完全釋放后，向溶液中加入Vmlamol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉化為沉淀，則原硝酸的物質的量濃度為多少?
(3) 欲使上述氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水的質量為多少?
分析：(1)n(Cu)=32.64g/64g.mol-1=0.51mol，
n(NO)+n(NO2)=11.2/22.4mol=0.5mol
3n(NO)+n(NO2)=2n(Cu)=0.51×2mol(電子守衡)
n(NO)= 0.26mol n(NO2)=0.24mol
V(NO)= 5.8L V(NO2)=5.4L
(2) 酸可能剩余，當Cu2+恰好完全沉淀，反應為
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3
∴反應后溶液中n(NO3-)=n(Na+)=n(NaOH)=V×10-3×amol
n(HNO3)=Va×10-3mol+0.5mol
C(HNO3)=n(HNO3)/0.14L=(Va×10-3+0.5)mol/0.14L
=(Va+500)/140mol.L-1
(3) NO H2O2
NO2 NaNO3
∴NO和NO2失電子的物質的量=H2O2得電子的物質的量。
設需30%的雙氧水的質量為X，
30%X
×2=10.2mol ， X=57.8g
34g.mol –1
(責任編輯：彭海芝)
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