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- 2021-08-24 发布
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微题型31 金属与硝酸反应的规律与计算
题型一 金属与硝酸反应的规律
1.如图表示铁与不同浓度硝酸反应时,各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系,则下列说法不正确的是( )
A.一般来说,硝酸与铁反应的还原产物不是单一的
B.用一定量的铁粉与大量的9.75mol·L-1HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24L,则参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol
C.硝酸的浓度越大,其还原产物中价态越高的成分越多
D.当硝酸浓度为9.75mol·L-1时还原产物是NO、NO2、N2O,且其物质的量之比为5∶3∶1
题型二 金属与硝酸反应的计算
2.(2019·湖南、江西十四校联考)向25mL12.0mol·L-1浓硝酸中加入足量的铜,充分反应后共收集到标准状况下2.24LNO和NO2的混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化),则参加反应的铜的质量为( )
A.3.2g B.6.4g
C.12.8g D.19.2g
3.(2019·太原期末)将14g铁粉溶于1L稀硝酸中恰好完全反应,放出标准状况下4.48LNO气体(假设是唯一还原产物),则原溶液中硝酸的浓度为( )
A.1.0mol·L-1 B.0.4mol·L-1
C.0.6mol·L-1 D.0.8mol·L-1
4.将11.2g的Mg—Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中,收集反应产生的气体x(假定产生的气体全部逸出)。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,产生21.4g沉淀。根据题意推断气体x的成分可能是( )
5
A.0.3molNO2和0.3molNO
B.0.2molNO2和0.1molN2O4
C.0.6molNO
D.0.1molNO、0.2molNO2和0.05molN2O4
5.将Mg和Cu的合金2.64g,投入适量的稀HNO3中恰好反应,固体全部溶解时,收集的还原产物为NO,体积为0.896L(标准状况下),向反应后的溶液中加入2mol·L-1NaOH溶液60mL时,金属离子恰好完全沉淀,则形成沉淀的质量为( )
A.4.32g B.4.68g
C.5.36g D.6.38g
6.(2020·贵阳质检)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示。
下列有关判断正确的是( )
A.若铜片为51.2g,则生成0.2molNaNO3
B.常温下,Cu遇浓硝酸发生钝化,不可能发生上述反应
C.标准状况下收集的氮氧化物为20.16L
D.反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物,又是还原产物
7.向10mL浓度均为3mol·L-1的HNO3与H2SO4的混合溶液中加入1.92g铜,充分反应后,设溶液体积仍为10mL,则产生的气体在标准状况下的体积为( )
A.0.448L B.0.224L
C.0.336L D.无法求解
8.向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中金属阳离子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断不正确的是( )
5
A.a表示Fe3+的关系曲线
B.n1=0.75
C.P点时,n(Fe2+)=0.5625mol
D.向P点溶液中加入铜粉,最多可溶解14.4g
5
答案精析
1.B
2.B [25mL12.0mol·L-1浓硝酸中含0.3molHNO3,硝酸反应后生成硝酸铜和氮的氧化物,根据氮元素守恒,生成的硝酸铜中含氮0.3mol-0.1mol=0.2mol,所以硝酸铜的物质的量为0.1mol,参加反应的铜为0.1mol,即6.4g,故选B项。]
3.D
4.D [向Mg—Cu混合物与足量的硝酸反应所得溶液中加入足量的NaOH溶液,产生21.4g沉淀为氢氧化镁、氢氧化铜,所以沉淀中m(OH-)为21.4g-11.2g=10.2g,物质的量为=0.6mol,根据电荷守恒可知,11.2g的Mg—Cu提供的电子为0.6mol。生成0.3molNO2和0.3molNO,N元素获得电子为0.3mol×(5-4)+0.3mol×(5-2)=1.2mol,得失电子不相等,A错误;生成0.2molNO2和0.1molN2O4,N元素获得电子为0.2mol×(5-4)+0.1mol×2×(5-4)=0.4mol,得失电子不相等,B错误;生成0.6molNO,N元素获得电子为0.6mol×(5-2)=1.8mol,C错误;生成0.1molNO、0.2molNO2和0.05molN2O4,N元素获得电子为0.1mol×(5-2)+0.2mol×(5-4)+0.05mol×2×(5-4)=0.6mol,得失电子相等,D正确。]
5.B [根据电子转移守恒可知,Mg、Cu生成0.896LNO转移的电子为×(5-2)=0.12mol,Mg、Cu在反应中失去电子,最终生成Mg(OH)2、Cu(OH)2,根据电荷守恒可知,生成沉淀需要OH-的物质的量一定等于Mg、Cu失去电子的物质的量,所以反应后生成沉淀的质量为2.64g+0.12mol×17g·mol-1=4.68g。]
6.A
7.A [n(Cu)==0.03mol,n(H+)=3mol·L-1×0.01L×1+3mol·L-1×0.01L×2=0.09mol,n(NO)=3mol·L-1×0.01L=0.03mol,
3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
382
0.030.090.03
可以知道Cu完全反应,H+和NO过量,由反应的离子方程式可以知道:
5
n(NO)==0.02mol,V(NO)=0.02mol×22.4L·mol-1=0.448L。]
8.C
5
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