高中化学 第3章 自然界中的元素本章总结教案 鲁科版必修1

自然界中的元素本章总结
热点专题突破
REDIANZHUANTITUPO
专题关于硝酸与金属反应的计算方法
1.得失电子守恒法
硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总
数。

如果金属被HNO 3溶解后，产生的NO x 气体(NO 2、NO)与O 2充分混合后又用H 2O 恰好完全吸收，则金属失去的电子数等于消耗的O 2得到的电子数。

2．原子守恒法
硝酸与金属反应时，HNO 3中的NO －
3一部分仍以NO －
3的形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中N 的物质的量之和与反应消耗的HNO 3中N 的物质的量相等。

3．利用离子方程式计算
硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO 3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO －
3与硫酸电离出的H ＋
仍能继续与金属反应，如3Cu ＋8H ＋
＋2NO －
3===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O 。

4．如果金属被HNO 3溶解后，再向溶液中滴加NaOH 溶液使金属阳离子恰好完全沉淀，则金属失去电子的物质的量等于HNO 3得到电子的物质的量，也等于生成氢氧化物时消耗的OH
－的物质的量，因此，m (沉淀)＝m (金属)＋m (OH －)＝m (金属)＋n (e －)×17 g·mol －1
[因为M ――→－n e
－
M n ＋，M n ＋
――→＋n OH －
M(OH)n ]。

例1 38.4 mg Cu 与适量的浓硝酸反应，Cu 全部反应后，共收集到22.4 mL(标准状况下)气体。

反应消耗的HNO 3的物质的量是( )
A ．1.0×10－3
mol B ．1.6×10－3
mol C ．2.2×10－3 mol
D ．2.4×10－3
mol
[解析] Cu 跟浓硝酸反应的化学方程式为Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。

随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变成稀硝酸，反应则变为3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O 。

方法一：极端假设法
n (Cu)＝38.4×10－3
g 64 g·mol
－1＝6.0×10－4
mol
若38.4 mg Cu 全部与浓硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸的物质的量为6.0×10－4
mol×4 ＝2.4×10－3
mol ，产生的NO 2标准状况下的体积为6.0×10－4
mol×2×22.4 L·mol
－1
×103
＝26.88 mL ；若38.4 mg Cu 全部与稀硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸的物质的量
为6.0×10－4 mol×83＝1.6×10－3 mol ，产生的NO 标准状况下的体积为6.0×10－4
mol×23×22.4
L·mol －1
×103
＝8.96 mL 。

事实上Cu 应先与浓硝酸反应，浓硝酸变稀后，又与稀硝酸反应，所以消耗的硝酸的物质的量应在1.6×10－3
mol 和2.4×10－3
mol 之间。

观察选项可知应选C 。

方法二：物料守恒法
参加反应的硝酸一部分作酸，一部分作氧化剂被还原(其中一部分被还原为NO 2，另一部分被还原为NO)，故n (HNO 3)＝n [HNO 3(作酸)]＋n [HNO 3(作氧化剂)]＝2n [Cu(NO 3)2]＋n (NO 2)＋n (NO)＝2×38.4×10－3
g 64 g·mol －1＋22.4×10－3
L 22.4 L·mol
－1＝2.2×10－3
mol 。

[答案] C
例2 足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO 2、NO 的混合气体，这些气体与
1.68 L O 2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。

若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L －1
NaOH 溶液至Cu 2＋
恰好完全沉淀，则消耗NaOH 溶液的体积是( )
A ．60 mL
B ．45 mL
C ．30 mL
D ．15 mL
[解析] 由题意分析反应过程中的转化关系：
HNO 3――→Cu NO 2、NO ――→O 2(H 2O )HNO 3
由此可知Cu 失去的电子全部转移给了O,2Cu ――→4e
－
O 2，则n (Cu)＝2n (O 2)＝ 1.68 L×2
22.4 L·mol －1
＝0.15 mol 。

根据Cu 2＋
―→2NaOH 得n (NaOH)＝2n (Cu)，故V (NaOH)＝2×0.15 mol 5 mol·L －1＝0.06 L ＝
60 mL 。

[答案] A。