金屬與硝酸的計算

化學(xué)專題（六）關(guān)于硝酸的一些化學(xué)反應(yīng)

一．知識梳理：

（一）硝酸

1． 硝酸的化學(xué)性質(zhì)：

（1） 強(qiáng)氧化性

（2） 不穩(wěn)定性

硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律：硝酸越濃，還原產(chǎn)物中氮的化合價越高，硝酸越稀，還原產(chǎn)物中氮

的化合價越低。金屬越活潑，硝酸還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低。

2． 硝酸的制備（工業(yè)、實驗室）

硝酸工業(yè)制備中，不考慮損失，1摩爾氨氣從理論上制得1摩爾硝酸

3．硝酸的保存：

（二）硝酸鹽

不穩(wěn)定性：受熱分解

（三）氮氧化物

（1）NO（不成鹽氧化物，不與水、堿等反應(yīng)，能被氧化）

（2）NO（能與水、堿等反應(yīng)，發(fā)生岐化反應(yīng)）

2

寫出下列變化的化學(xué)方程式

1．銅與稀硝酸

2．銅與濃硝酸

3．鐵與足量稀硝酸

4．鐵與少量稀硝酸

5．亞鐵離子與硝酸反應(yīng)的離子方程式

6．一氧化氮與氧氣和水的反應(yīng)

7．二氧化氮與氧氣和水的反應(yīng)

8．硝酸受熱分解

9．二氧化氮與氫氧化鈉溶液

10．一氧化氮、二氧化氮與氫氧化鈉溶液

11．鋅和極稀的硝酸反應(yīng)

12．硝酸鉀受熱分解

13．硝酸銅受熱分解

14．硝酸銀受熱分解

二．關(guān)于硝酸的計算：

1．現(xiàn)有鐵、銅組成的合金，其中鐵、銅的總物質(zhì)的量為a摩爾，銅的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x，

將該合金研成粉末后全部投入含有b摩爾HNO的稀溶液中，微熱使其充分反應(yīng)后，稀硝酸

3

的還原產(chǎn)物只有NO。試回答下列問題：

（1）用微粒符號填寫下列空白（列舉出全部可能的情況）

可能出現(xiàn)的情況

殘留固體成分

溶液中的金屬離子

（2）當(dāng)溶液中金屬離子只有Fe、Cu時，b的取值范圍是（用a、x表示）

2+2+

（3）當(dāng)x=0.5，且溶液中Fe與Fe的物質(zhì)的量相等時，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生672毫升氣體。

2+3+

求a、b的值。

2．某銅粉與鐵粉的混合物，物質(zhì)的量之和為y摩爾，其中銅的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a，將其全

部投入50毫升b摩爾/升的硝酸溶液中，加熱使其充分反應(yīng)（假設(shè)NO是唯一的還原產(chǎn)物）。

（1）若金屬有剩余，溶液中一定存在的陽離子是 ；

（2）若金屬全部溶解，產(chǎn)生的NO的物質(zhì)的量（n）的范圍是 ；

（3）若金屬全部溶解，當(dāng)溶液中金屬離子只有Fe、 Fe、Cu時，產(chǎn)生氣體336毫升（標(biāo)

2+2+2+

準(zhǔn)狀況），求b的值。

3．某研究性學(xué)習(xí)小組擬用銅屑、氧化銅的混合物與硫酸和硝酸組成的混酸反應(yīng)來制取膽礬

晶體，混酸中硝酸的還原產(chǎn)物為NO，反應(yīng)過程中不產(chǎn)生SO2，反應(yīng)后的溶液中不含硝酸銅，

反應(yīng)中固體完全溶解，兩種酸均恰好完全反應(yīng)。設(shè)固體混合物的總質(zhì)量為480克，其中銅屑

的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，試回答下列問題：

（1）所得硫酸銅晶體的質(zhì)量y為： 克（用x表示）。

（2）若x=0.4，混酸中硝酸與硫酸的物質(zhì)的量之比為： 。

（3）若x=0.4，480克固體混合物與一定量混酸微熱后，充分反應(yīng)，冷卻后恰好只得到膽礬

晶體，試求混酸中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

4．硝酸工業(yè)尾氣中的氮氧化物（NO、NO），可用基于下列反應(yīng)的方法進(jìn)行治理：

2

2NO+2NaOH→NaNO+NaNO+HO；NO+NO+2NaOH→2 NaNO+HO

2322222

（1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，NO、NO的混合物恰好與50毫升2.0摩爾/升的NaOH溶液完全反應(yīng)，

2

且生成NaNO和NaNO的物質(zhì)的量之比為1：4，則在混合氣體中NO氣體的體積分?jǐn)?shù)為

32

。

（2）設(shè)混合氣體用NO表示，用堿液吸收，生成硝酸鈉及亞硝酸鈉的再結(jié)晶分離。若生產(chǎn)

x

9

每噸硝酸鈉的成本為0.16萬元，壓硝酸鈉每噸0.28萬元。則每處理22.4×10升(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

含NO（x≥1.5）0.1%（體積分?jǐn)?shù)）的尾氣，所得利潤y（出售價減去成本價，單位：萬元）

x

與x的關(guān)系為 。

（3）根據(jù)（2）的計算結(jié)果，在坐標(biāo)系中作出其示意圖。

5．氫氣還原氧化銅的反應(yīng)不完全時，便得到Cu和CuO的固體混合物。某化學(xué)興趣小組同

2

學(xué)進(jìn)行了如下操作和實驗：

稱取該混合物樣品13.92克，加入200毫升稀HNO溶液，完全反應(yīng)后收集到2.688升（標(biāo)

3

準(zhǔn)狀況）NO氣體（不考慮其他還原產(chǎn)物生成）。將反應(yīng)后的溶液稀釋到1升，測得溶液PH=1。

試回答下列問題：

（1）混合物中CuO的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。

2

（2）原硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度 。

（3）如在反應(yīng)后的溶液中，加入鐵粉質(zhì)量為x克，隨著鐵粉的加入析出銅為y克，請建立

y和x的函數(shù)關(guān)系。

（4）當(dāng)溶液中金屬離子只有Fe、Cu時，則x的取值范圍為 。

3+2+

（5）根據(jù)（3）的函數(shù)關(guān)系作圖。

6．有一種銅粉與氧化銅粉末的混合物

（1）經(jīng)測定該混合物中銅元素與氧元素的質(zhì)量之比為6：1，則混合物中銅粉與氧化銅的物

質(zhì)的量之比為 。

（2）112克上述混合物在加熱條件下與足量的濃硫酸充分反應(yīng)后，產(chǎn)生SO的物質(zhì)的量為

2

摩爾。

（3）若銅粉與氧化銅粉末的混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1，則160克該混合物在加熱條

件下與足量的濃硫酸反應(yīng)，消耗硫酸的物質(zhì)的量為 摩爾。

（4）設(shè)混合物中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，160克該混合物與足量的濃硫酸反應(yīng)，消耗硫酸的

物質(zhì)的量為y摩爾，寫出x的取值范圍 ，以及y與x之間的函數(shù)關(guān)

系式 。