硝酸作為最常見的氧化性酸，在與金屬反應(yīng)過程中有氧化劑和酸雙重身份，作氧化劑，NO₃-得電子轉(zhuǎn)化為含氮還原產(chǎn)物，作酸轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硝酸鹽。據(jù)此介紹兩種常見計(jì)算方法:

一、守恒法

1.N守恒:n(HNO₃)總=n(HNO₃)氧化劑+n(HNO₃)酸

2.電子守恒:n(HNO₃)氧化劑得電子數(shù)=n(金屬)失電子數(shù)

例1.2.8g鐵與100mL稀硝酸混合后充分反應(yīng)，產(chǎn)生氣體為NO，反應(yīng)后鐵和硝酸無剩余，向反應(yīng)后溶液中加入100mL 0.2mol/L KI溶液恰好將溶液中FeO³⁺全部還原，求原硝酸物質(zhì)的量濃度。

解析:據(jù)FeO³⁺～I(xiàn)-，得n(FeO³⁺)=n(I-)=0.02mol

而Fe總物質(zhì)的量為0.05mol ∴n(FeO²⁺)=0.03mol

根據(jù)得失電子守恒有:0.03×O²⁺0.02×3=n(NO)×3 ∴n(NO)=0.04mol

n(HNO₃)=n(NO)+2nFeO²⁺+3nFeO³⁺=0.16mol ∴C(HNO₃)=1.6mol/L

鞏固1:將銅與140mL一定濃度硝酸反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO₂混合氣體在標(biāo)況下體積為11.2L?；卮?

(1)NO體積:_____L，NO₂體積:_____L。

(2)待產(chǎn)生氣體全釋放后，向溶液中加入Vml a mol.L-1氫氧化鈉溶液，恰好使溶液中CuO²⁺全轉(zhuǎn)化為沉淀，則原硝酸的物質(zhì)的量濃度為_____。

(3)欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為硝酸鈉，至少需30%的雙氧水_____g。

二、離子方程式法

硝酸與硫酸混合液跟金屬反應(yīng)，當(dāng)金屬足量時(shí)不能用硝酸和金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式而應(yīng)用離子方程式計(jì)算，因生成的硝酸鹽中的NO₃^-借助H⁺仍能繼續(xù)與金屬反應(yīng)。

例2.某溶液100mL其中含硫酸0.03mol、硝酸0.04mol，若投入1.92g銅粉微熱，反應(yīng)后放出的NO氣體為多少?

解析:3Cu+8H++2NO₃-=3CuO²⁺+2NO↑+4H2O

由題意得:n(Cu)=0.03mol n(H+)=0.1mol n(NO₃-)=0.04mol

根據(jù)離子方程式得出不足的為Cu，所以根據(jù)銅的量進(jìn)行計(jì)算

3Cu ～ 2NO

0.03mol 0.02mol

∴V(NO)=0.448L

鞏固2:100ml溶液中，硝酸和硫酸物質(zhì)的量濃度分別是0.4mol/L和0.1mol/L向該溶液中加入2.56g銅粉加熱，待反應(yīng)后所得溶液中CuO²⁺物質(zhì)的量濃度為_____。

參考答案:鞏固1:(1)5.824 5.376 (2)(aV×10-O³⁺0.5)/0.14mol·L-1 (3)57.8 鞏固2:0.225mol/L

作者單位:茶陵一中