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硝酸的氧化性易错点剖析

来源:未知作者:段毕君 点击:所属专题: 硝酸 易错点

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1、一定量的浓硝酸与足量的铜片反应时,还原产物开始是二氧化氮,随着反应的进行,硝酸的浓度变小,后来会生成一氧化氮。 [例题]38.4 Mg 铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到 22.4 mL 气体(标准状况下)。反应消耗的 HNO 3 的物质的量可能是( )。 A、1.0×10 -3

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1、一定量的浓硝酸与足量的铜片反应时,还原产物开始是二氧化氮,随着反应的进行,硝酸的浓度变小,后来会生成一氧化氮。

[例题]38.4 Mg 铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到22.4 mL 气体(标准状况下)。反应消耗的 HNO3的物质的量可能是(      )。

A、1.0×10-3mol            B、1.0×10-3mol                C、2.2×10-3mol          D、2.4×10-3mol

[解析]本题n(Cu) = 38.4×10-3g/64g·mol-1= 6.0×10-4mol,n(气体) =1.0×10-3mol 。若按 Cu +4HNO3= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O计算, 6.0×10-4mol 铜完全反应,应消耗 HNO3    2·4×10-3mol ,生成二氧化氮气体1.2×10-3mol ,而实际生成气体1.0×10-3mol ,故反应中生成的气体应为NO2和 NO 的混合气体。

据氮元素守恒可得,发生还原反应的 HNO3的物质的量为1.0×10-3mol ,据铜元素守恒可得,生成 Cu(NO3)2消耗的HNO3的物质的量为6.0×10-3mol ×2= 1.2×10-3mol 。故反应共消耗 HNO3的物质的量为 2.2×10-3mol,选C。

2、若溶液中含有H和NO3,即可认为有HNO3存在,它能氧化Cu、I、S2-、SO32、Fe2+等物质。

下列情况要注意隐含硝酸的存在:

(1)在强酸性溶液中,若存在大量 NO3,则该溶液与铝反应不生成氢气。在分析溶液中离子能否大量共存时,要注意溶液若为强酸性, NO3与、I、S2-、SO32、Fe2+等离子不能大量共存。

(2)在稀硫酸中加入铜粉无明显现象,再加入硝酸钾则会发现铜粉逐渐溶解,溶液变蓝色,并有无色气体生成。原因是:原溶液中有硫酸电离出来的 H,与硝酸钾电离出来的 NO3组成了稀硝酸,与铜粉发生了下列反应:3Cu +8HNO3= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。

(3)铁屑溶解在过量的盐酸里后,再加入硝酸锌,会发现溶液的颜色由浅绿色变为棕黄色。这是由于铁屑溶于过量的盐酸里后,生成了FeCl2,溶液为浅绿色,由于盐酸过量,溶液中还含有大量的 H,当加入硝酸锌后,硝酸锌电离出来的 NO3与 H组成了硝酸,将 Fe2+氧化为 Fe3+,使溶液呈棕黄色。

(4)在硝酸亚铁溶液里加入盐酸,会发现溶液的浅绿色变为棕黄色。原因并非是盐酸氧化了硝酸亚铁,而是溶液中的 NO3与H组成了硝酸,将Fe2+氧化为 Fe3+

(5)检验未知溶液中是否含有 SO42时,若先加入 Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成,再加入稀盐酸充分振荡,仍有白色沉淀,不能确定原溶液中含有 SO42。原因是:若原溶液中含有 SO32与硝酸钡溶液反应生成 BaSO3沉淀,当加入稀盐酸时,H、NO3可组成硝酸,将 BaSO3氧化为 BaSO4,也会产生上述现象。

(6)铜粉与一定量的稀硫酸和稀硝酸的混合液反应时,有隐蔽硝酸的存在,计算时应充分注意。


[例题]有一硫酸和硝酸的混合溶液,硫酸和硝酸的物质的量浓度分别为 4mol·L-1和 2mol·L-1。取 10 mL 该溶液与0.96 g 铜粉共热,将有多少毫升气体产生(标准状况下)?


[解析]题目中n(HNO3)= 0.02molN(H2SO4)= 0.04mol,n(Cu)= 0.015mol ,解题时易认为与铜反应的只是稀硝酸,根据方程式:3Cu +8HNO3= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,判断铜是过量的,n(HNO3)= 0.02mol 计算可得产生的NO气体为:0.02mol × 2/8 ×  22400 mL/mol = 112 mL 。此处,反应后的溶液中仍存在 H、NO3,与Cu仍可继续反应产生 NO 气体,故以上解法是错误的。正确的解法应根据离子方程式进行。据离子方程式

3Cu + 8H+2NO3== 3Cu2++ 2NO ↑+ 4H2O

n(Cu)= 0.015mol ,N(NO3)= 0.02mol,

n(H)= 0.04mol × 2 + 0.02mol = 0.10 mol,可判断H、NO3在反应中过量,铜全部反应V(NO)= 0.015mol×2/3×22.4L·mol-1=0.224L=224mL。


答案:224mL。

(责任编辑:化学自习室)
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