第四節(jié)硝酸專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練(編輯修改稿)
2024-12-18 03:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 質(zhì)的量濃度為多少？ 2標(biāo)準(zhǔn)狀況下， NO2和 O2以 10∶ 1的體積比充滿干燥的燒瓶，燒瓶倒置水中，最終燒瓶中還余下氣 體。求所得溶液物質(zhì)的量濃度。 2為了測(cè)定某銅銀合金的成分。將 80ml ，待合金完全溶解后，收集到氣體 （標(biāo)準(zhǔn)狀況），并測(cè)得溶液中氫離子濃度為 1mol/L。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為 80ml。試計(jì)算： （ 1）被還原的硝酸的物質(zhì)的量。 （ 2）合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 2用氨、空氣、水為原料制取硝酸銨。（ 1）如制取 160t 硝酸銨至少需多少噸氨？ （ 2）若用 NH3制取 NO 轉(zhuǎn)化率為 96%， NO 轉(zhuǎn)化為硝酸的利用率為 92%，問(wèn)用于制取 HNO3的氨占全部氨 的百分?jǐn)?shù)是多少？ 【典型應(yīng)用】： 一、基礎(chǔ)篇 ： 例 1： 16g 金屬銅跟足量的濃硝酸完全反應(yīng)，被還原的 HNO3物質(zhì)的量是多少？ 解題分析：本題是涉及濃 HNO3強(qiáng)氧性的氧化還原反應(yīng)計(jì)算題。在列出化學(xué)方程式求解時(shí)容易把 4mol濃 HNO3都當(dāng)作被銅還原的物質(zhì)的量。實(shí)際上， 4mol濃硝酸中只有 2mol硝酸在氧化還原反應(yīng)中作為氧化劑被還原成 NO2。 答案：設(shè)被還原的 HNO3為 x mol。 根據(jù)反應(yīng)： Cu + 4HNO3(濃 ) = Cu(NO3)2 + 2NO2? + 2H2O 知反應(yīng)中 Cu和被還原的 HNO3的關(guān)系式： Cu 2HNO64g 2mol16g x3還原 得到： 64∶ 16 = 2∶ x 解得 x = (mol) 答：被還原的 HNO3為 mol。 例 2： 根據(jù)右圖所示的 A、 B、 C、 D、 E五種物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，按如下要求填寫(xiě)相應(yīng)的物質(zhì)和有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （ 1）當(dāng) A 是氣體單質(zhì)時(shí)， A 是 ， B 是 ， C 是 ， D 是 ， E是 。 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為： 。 （ 2）當(dāng) A 是固體單質(zhì)時(shí)， A 是 ， B 是 ， C 是 ， D 是 ， E是 。 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為： 。 解題分析：根據(jù)一系列的轉(zhuǎn)化關(guān)系，進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)成分的推斷，必須找到合適的突破點(diǎn)。 本題已知 A 是單質(zhì)， A 既能與 O2反應(yīng)，又能與 H2反應(yīng)，應(yīng)是活潑性不很強(qiáng)的非金屬單質(zhì)。 A 經(jīng)兩步與 O2的反應(yīng)，產(chǎn)物 D 應(yīng)為最高價(jià)氧化物。該氧化物對(duì)應(yīng)的水化物 E能與位于金屬活動(dòng)順序表中 H 之后的金屬 Cu反應(yīng)， E應(yīng)是強(qiáng)氧化性酸，如濃 H2SO4或 HNO3。和 HNO3對(duì)應(yīng)的單質(zhì) A 是氣體 N2；和 H2SO4對(duì)應(yīng)的單質(zhì) A 是固體 S。且 N和 S的氫化物都能跟 O2反應(yīng)，生成 N 和 S的氧化物 。知如上推斷正確。 答案：（ 1） N2； NH3； NO； NO2； HNO3；有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO 時(shí)間 2020 年 5月 28 日 63 第 4 頁(yè) 共 6頁(yè) 3Cu + 8HNO3 == 2Cu(NO3)2 + 2NO? + 4H2O （ 2） S； H2S； SO2； SO3； H2SO4； 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式： S + H2 ? H2S； S + O2點(diǎn)燃 SO2； 2H2S + 3O2點(diǎn)燃 2SO2 + 2H2O 2SO2 + O2 2SO3； SO3 + H2O == H2SO4 Cu + 2H2SO4(濃 ) ? CuSO4 + SO2? + 2H2O 例 3： 氨氧化制取硝酸時(shí)，如果由氨制成一氧化氮的產(chǎn)率是 96%，由一氧化氮制成硝酸的產(chǎn)率是 92%，試問(wèn)10 噸氨可以制得多少噸 50%的硝酸？ 錯(cuò)誤解法一： 根據(jù)氨氧化制硝酸反應(yīng)原理中的 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO 反應(yīng)，得到起始反應(yīng)物和最終生成物的關(guān)系式： 3NH3 3NO22HNO3 然后代入有關(guān)數(shù)據(jù)和未知數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 錯(cuò)誤解法二： 根據(jù)工業(yè)制硝酸的反應(yīng)原理計(jì)算出產(chǎn)物 HNO3的質(zhì)量為 ，然后求生產(chǎn)出 50%的 HNO3為50% = （噸）。 錯(cuò)誤解法三： 根據(jù)有關(guān)反應(yīng)分步進(jìn)行計(jì)算：先通過(guò)反應(yīng) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O，計(jì)算產(chǎn)率為 96%時(shí)，10 噸氨生成 NO 的量。然后通過(guò)反應(yīng)： 4NO + 3O2 + 2H2O==4HNO3，計(jì)算產(chǎn)率為 92%時(shí)，所得 NO 反 應(yīng)后生成的HNO3量。最后求制得 50%的硝酸量。 錯(cuò)誤原因： 上述解法一的錯(cuò)誤在于忽略了反應(yīng) 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO 中，生成的 NO 在生產(chǎn)中要循環(huán)使用。從生產(chǎn)實(shí)際上要求 NH3中的 N 元素按反應(yīng) 4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3，完全轉(zhuǎn)入 HNO3中。這也是防止大氣污染的需要。 上述解法二的錯(cuò)誤是最后將純凈 HNO3換算為 50%的硝酸量時(shí)，誤將 247。50%算成 50%。 上述解法三中雖每一步的解法都是正確的，最后也能得到正確的最終 計(jì)算結(jié)果。但這一解法是繁瑣的。解題步驟的增加無(wú)疑增加了解題的時(shí)間，而計(jì)算步驟的增加，也加大了出現(xiàn)差誤的可能性。從嚴(yán)格要求的角度上看，這也是不妥的解法，且不可當(dāng)正確解法對(duì)待。 正確解法： 設(shè)制得 50%的 HNO3 x 噸 根據(jù)氨氧化法制硝酸的反應(yīng)原理，得到 NH3 HNO3 17g 63g （ 1096%92%）噸 （ x50%）噸 得到： 17∶ = 63∶ 解得： x = （噸） 答：制得 50%的硝酸 。 例 4： 若 2mol 金屬鎂跟 5mol的 HNO3恰好完全反應(yīng)，則在該反應(yīng)中的稀硝酸被還原成為 A． NO2 B． NO C． N2O D． NH4? 錯(cuò)誤解法一： 認(rèn)為 HNO3是強(qiáng)氧化性酸，當(dāng)稀硝酸和金屬反應(yīng)時(shí)，還原產(chǎn)物都是 NO。 錯(cuò)誤解法二： 根據(jù)金屬鎂和稀硝酸反應(yīng)時(shí) Mg與 HNO3物質(zhì)的量之比為 2∶ 5，得到還原產(chǎn)物為 N2O，確定本題答案只有選項(xiàng) C。 錯(cuò)誤原因： 上述解法一的錯(cuò)誤
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