高二化学：单质与硝酸反应计算例题

　　1、某单质与量的浓硝酸反应，若参加反应的单质和硝酸的物质的量的比为1：4，则该元素在反应生成物中的化合价为()

　　A、+2，B、+3，C、+4，D+5

　　分析：单质可能是金属也可能是非金属

　　设单质生成物的化合价为+a，根据电子得失守衡，

　　金属1mol×a=(4-2×a)mol×1a=2。

　　非金属a×1mol=1×4mola=4

　　∴选AC

　　2、Mg和某浓度的硝酸反应，消耗的物质的量比为4：10。

　　则硝酸的还原产物为()

　　A、NH₄NO₃，B、N₂0，C、NO，D、NO₂

　　分析：起酸性作用的硝酸的NO₃-以盐的形式存在于生成物中，若还原产物为NH₄NO₃时，起酸性作用的硝酸的NO₃-存在于Mg(NO₃)₂和NH₄NO₃中;若还原产物为N₂或氧化物，则起酸性作用的硝酸的NO₃-仅存在于Mg(NO₃)₂中。根据电子得失守衡：设还原产物的N的化合价为a

　　4mol×2=(10-4×2)mol×(5-a)a=+1或还原产物中N的化合价为-3价，4mol×2=(10-4×2-1)mol×1，合理。

　　选AB。

　　3、1.92gCu粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时，收集到标准状况得气体1.12L，则所消耗硝酸的物质的量为()

　　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(参加HNO₃)=2n(Cu)+n(NOX)=2×0.03mol+0.05mol

　　=0.11mol

　　选B

　　4.为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80ml13.5mol/L的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到标况气体6.672L，并测得溶液的C(H+)=1moL.L-1，假设反应后溶液的体积仍为80ML，计算：

　　(1)被还原的硝酸的物质的量。

　　(2)合金中银的质量分数。

　　分析：(1)还原产物为NO₂或NO、NO₂的混合物，因此被还原的硝酸的物质的量即为气体的物质的量，6.72L/22.4L.mol-1=0.3mol。

　　(2)C(H+)=1mol.L-1，所以硝酸过量，参加反应的硝酸为

　　13.5mol.L-1×0.080L-1mol.L-1×0.080L=1mol.

　　设合金中铜为Ymol，银为Xmol，则

　　108X+64Y=30解得X=0.1

　　X+2Y+0.3=1Y=0.3

　　0.1mol×108g.mol-1

　　ω(Ag)=×=36%

　　30g

　　5、将32.64g铜与140ml一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO₂的混合气体在标准状况下的体积为11.2L，请回答：

　　(1)NO、NO₂在标准状况下的体积各为多少?

　　(2)待产生的气体完全释放后，向溶液中加入Vmlamol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu₂+全部转化为沉淀，则原硝酸的物质的量浓度为多少?

　　(3)欲使上述气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，至少需要30%的双氧水的质量为多少?

　　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(电子守衡)

　　n(NO)=0.26moln(NO₂)=0.24mol

　　V(NO)=5.8LV(NO₂)=5.4L

　　(2)酸可能剩余，当Cu₂+恰好完全沉淀，反应为

　　HNO₃+NaOH=NaNO₃+H₂O

　　Cu(NO₃)₂+2NaOH=Cu(OH)₂↓+2NaNO₃

　　∴反应后溶液中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)NOH₂O₂

　　NO₂NaNO₃

　　∴NO和NO₂失电子的物质的量=H₂O₂得电子的物质的量。

　　设需30%的双氧水的质量为X，

　　30%X

　　×2=10.2mol，X=57.8g

　　34g.mol–1