高考化学硝酸与金属反应计算题的解法

高考化学硝酸与金属反应计算题的解法

硝酸与金属反应计算题的解法 一、代数方程法 例1：38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到气体22.4mL（标准状况），则反应消耗的的物质的量可能是（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ 解析：因随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸，则收集到的气体为与NO的混合气体。设与浓硝酸和稀硝酸反应的铜的物质的量分别为x和y。则 由题意得 解得。从而得反应消耗的的物质的量为。故正确答案为C项。‎ 二、电子守恒法 例2：某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2：1时，还原产物是（ ）‎ A． B． C． D．‎ 解析：设该金属元素的元素符号为M，化合价为n；硝酸的还原产物中氮元素的化合价为x。因，则根据得失电子守恒的原则得；当n=1时，，不合题意；当n=2时，，符合题意；当n=3时，，不合题意；当时，，不合题意。故正确答案为C项。‎ 三、电荷守恒法 例3：3.2g铜与30 mL 8硝酸充分反应，硝酸的还原产物有和NO。反应后溶液中所含的物质的量为a mol，则此时溶液中所含的物质的量为________mol。‎ 解析：根据电荷守恒原理得，则=‎ ‎。‎ 四、极端假设法 例4：0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO、NO2和N2O4）混合气体共0.05mol。该混合物的平均相对分子质量可能是（ ）‎ A．30 B．46 C．50 D．66‎ 解析：‎ 假设该混合气体为NO和。设NO和NO2的物质的量分别为x和y。则：‎ ‎ ①‎ 因0.03mol Cu被氧化为失去0.06mol电子，被还原为NO和分别得到电子的物质的量为3x和y，则根据得失电子守恒的原则得：‎ ‎ ②‎ 解①、②得。‎ 从而可得混合气体的平均摩尔质量：‎ 假设该混合气体为。设的物质的量分别为x和y。则：‎ ‎ ③‎ 因0.03mol Cu被氧化为失去0.06mol，被还原为分别得到电子的物质的量为x和2y，则根据得失电子守恒的原则得：‎ ‎ ④‎ 解③、④得。‎ 从而可得混合气体的平均摩尔质量：‎ 因原混合气体为NO、的混合气体，则原混合气体的平均摩尔质量介于与之间，即原混合气体的平均相对分子质量介于44.4与55.2之间。故正确答案为B、C项。‎ 五、关系式法 例5：硝酸铜是制备Cu－Zn－Al系催化剂的重要原料。19.2g纯铜粉理论上可制得纯净硝酸铜晶体的质量为（ ）‎ A．28.2g B．56.4g C．64.2g D．72.6g 解析：设硝酸铜晶体的化学式为。根据铜原子守恒得关系式“Cu~”，。当x=0‎ 时，0.3mol 的质量为的质量为61.8g；当x=2时，0.3mol的质量为67.2g；当x=3时，0.3mol 的质量为72.6g，故正确答案为B、D项。‎