1、专题知识回顾一、硫及其化合物间的转化关系二、氮及其化合物间的转化关系章末专题放送小专题，大收获专题一 铜与硝酸的计算专项练习1对于反应 3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O，以下叙述正确的是()A氧化剂和还原剂的物质的量比为 83B被还原的 HNO3 和起酸性作用的 HNO3 的物质的量的比为 23C该反应的电子转移数为 6eD该反应中 Cu(NO3)2 为氧化产物，H2O 为还原产物解析：3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O 中，Cu 元素化合价由 0 价变为2 价，N 元素化合价由5 价变为2 价，所以铜作还原剂，硝酸作氧化剂，参加反应的硝酸中有14被还原，所以
2、氧化剂和还原剂的物质的量之比是 23，故 A错误；该反应中参加反应的硝酸中有14被还原，所以被还原的HNO3 和起酸性作用的 HNO3 的物质的量的比为 13，故 B 错误；该反应中转移电子数3(20)2(52)6，故 C 正确；该反应中，铜作还原剂，则硝酸铜是氧化产物，部分硝酸作氧化剂，所以 NO 是还原产物，故 D 错误。故选 C。答案：C20.3 mol Cu 和含 1.2 mol HNO3 的浓硝酸，充分反应后，生成 NO2 的量()A0.2 mol B0.6 molC小于 0.6 mol D大于 0.6 mol解析：铜与浓硝酸反 应的方程式为 Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22
3、NO22H2O，理论上 0.3 mol 铜与 1.2 mol浓硝酸恰好反应生成 0.6 mol NO2，但由于随着反应的进行，硝酸浓度逐渐减小，稀硝酸与铜反应生成 NO，所以实际生成的NO2 小于 0.6 mol，答案选 C。答案：C3将铜和镁组成的 2.24 g 混合物投入适量某浓度的硝酸中完全反应，还原产物中有 NO2、NO、N2O 三种气体，且体积均为 0.224 L(标准状况)，然后向反应后的溶液中，加入足量的NaOH 溶液，所得沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量，质量为()A3.12 g B4.28 gC4.68 g D5.08 g解析：反应中 Cu2e Cu22OH Cu(OH)2，Mg
4、2e Mg22OH Mg(OH)2，由此可知 Mg、Cu 在反应中失去电子的物质的 量 等 于 生 成 沉 淀 需 要 氢 氧 根 离 子 的 物 质 的 量，根 据HNO33e NO，HNO3e NO2，HNO34e N2O 可知生成0.224 L NO 转移的电子为 0.224 L/22.4 L/mol30.03 mol，生成 0.224 L NO2 转移的电子为 0.01 mol，生成 0.224 L N2O 转移的电子为 0.08 mol，共转移电子 0.12 mol，所以反应后生成沉淀的质量为 2.24 g0.12 mol17 g/mol4.28 g，答案选 B。答案：B4将一定质量
5、的铜粉加入到 100 mL 某浓度的稀硝酸中，充分反应后，容器中剩有 m1 g 铜粉，此时共收集到 NO 气体 448 mL(标准状况)，然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反应为止，容器剩有铜粉 m2 g，则(m1m2)为(单位：g)()A5.76 B3.84C1.92 D无法计算解 析：铜 和 硝 酸 的 反 应 方 程 式 为 3Cu 8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O，加入硫酸发生反应的离子方程式为 3Cu8H2NO3=3Cu22NO4H2O，(m1m2)是第二步反应时，消耗的 Cu 的质量，第一步反应产生 NO3 的物质的量为 4481036/(22.42)mol0.06
6、 mol，因此第二步消耗的铜的质量为 0.06364/2 g5.76 g，故选项 A 正确。答案：A5对于 1 L H2SO4 和 HNO3 的混合溶液，若 H2SO4 和 HNO3物质的量浓度存在如下关系：c(H2SO4)c(HNO3)1.2 molL1，则理论上最多能溶解铜的物质的量为()A0.80 mol B0.72 molC0.45 mol D0.40 mol解析：铜不与硫酸反应，但能提供氢离子，硝酸与铜反应，生成硝酸铜，硝酸根离子与硫酸提供的氢离子可以继续反应，反应离子方程式如下：3Cu2NO3 8H=3Cu22NO4H2O，硝酸根离子的浓度与氢离子的浓度比为 14 时，溶解的铜最多
7、，设硫酸的物质的量为 x mol，硝酸的物质的量为 ymol，则 xy1.2，y(2xy)14，解得 x0.72 mol，y0.48 mol，设参加反应的铜的最大物质的量是 z，3Cu2NO3 8H=3Cu22NO4H2O3 2z 0.48解得 z0.72 mol，即理论上最多能溶解铜的物质的量为0.72 mol。故选 B。答案：B6在某 100 mL 的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是 0.4 mol/L、0.1 mol/L，向该混合液中加入 1.92 g 铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中铜离子物质的量浓度(mol/L)是()A0.15 B0.225C0.35 D0.45解析：溶
8、液中的氢离子包括硝酸、硫酸电离的，所以 n(H)0.4 mol/L0.1 L0.1 mol/L0.1 L20.06 mol，n(NO3)0.4 mol/L0.1 L0.04 mol,1.92 g 铜的物质的量为 1.92 g64 g/mol0.03 mol，则：3Cu 8H 2NO3=3Cu22NO4H2O3 8 20.03 mol 0.08 mol 0.02 mol所以氢离子的物质的量不足，根据氢离子的物质的量计算，由离子方程式可知 0.06 mol 氢离子反应，生成的铜离子的物质的量为 0.06 mol380.022 5 mol，所以溶液中 c(Cu2)0.022 5 mol0.1 L0.
9、225 mol/L，故选 B。答案：B7将 7 g 某 Cu、Ag 合金与一定量的浓硝酸反应，合金完全溶解后放出的气体与标准状况下 0.56 L 氧气混合后，通入水中恰好完全被吸收，则合金中铜的质量为()A1.6 g B2.4 gC3.2 g D4.8 g解析：n(O2)0.56 L22.4 L/mol0.025 mol，铜、银与硝酸反应生成硝酸铜、硝酸银与氮的氧化物，氮的氧化物与氧气、水反应生成硝酸，纵观整个过程，金属提供的电子等于氧气获得的电子，设 Cu、Ag 的物质的量分别为 x、y，则：根据质量列方程：x64 g/moly108 g/mol7 g 根据电子守恒列方程：2x1y0.025
10、 mol4，解得 x0.025 mol，y0.05 mol，m(Cu)0.025 mol64 g/mol1.6 g，故选 A。答案：A8足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和 NO2、N2O4、NO 的混合气体，这些气体与 1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入 5 mol/L NaOH 溶液至 Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH 溶液的体积是()A60 mL B45 mLC30 mL D15 mL解析：铜和浓硝酸反应生成 NO2、N2O4、NO，这些气体再和氧气反应生成硝酸，即铜失去电子最终给了氧气，因此根据得失电子数目守恒，
11、n(Cu)21.68 L22.4 L/mol4，解得 n(Cu)0.15 mol，发生 Cu22OH=Cu(OH)2，消耗的氢氧化钠物质的量为 2n(Cu)0.3 mol，即消耗氢氧化钠的体积为 0.3 mol5 mol/L0.06 L60 mL，故选项 A 正确。答案：A9现取 25.6 g Cu 与 200 mL 某浓度的浓 HNO3 反应，当铜完全溶解后，收集到产生的 NO 和 NO2 混合气体在标准状况下的体积共 11.2 L，则：(1)NO2 的体积为_ L。(2)反应中消耗 HNO3 的物质的量为_mol。(3)将盛有 NO 和 NO2 混合气体的容器倒扣在水中，容器内液面上升，再
12、通入标准状况下一定体积的 O2，恰好使气体完全溶解，则通入 O2 的体积是_L。(4)向溶液中加入 500 mL、4 molL1 NaOH 溶液，恰好使溶液中的 Cu2 全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_molL1。解析：铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2 和 H2O，与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO 和 H2O，依据原子守恒和电子得失守恒结合有关的化学反应分析计算。铜与浓硝酸反应的化学方程式为 Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。设生成的 NO的物质的量为 x mol，NO2 的物质的量为
13、 y mol，反应中铜失去的电子总数等于硝酸得到的电子总数则Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O1 4 20.5y 2y y3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O3 8 21.5x 4x xxy0.5、3xy125.6 g/64 g/mol2解得 x0.15 mol，y0.35 mol。(1)NO2 的体积为 0.35 mol22.4 mol/L7.84 L。(2)反应中消耗 HNO3 的物质的量为 2y4x20.35 mol40.15 mol1.3 mol。(3)设需要氧气的体积为 V，由题意可知，两个反应过程中硝酸物质的量不变，铜失去的电子全部被氧气得到
14、，依据电子守恒规律得 25.6 g/64 g/mol2V/22.4 L/mol4，解得 V4.48 L。(4)向溶液中加入 500 mL、4 mol/L NaOH 溶液，恰好使溶液中的 Cu2全部转化为沉淀，反应后的溶质为硝酸钠，则硝酸钠的物质的量为 0.4 L5 mol/L2 mol，依据氮原子个数守恒得硝酸的物质的量n(NaNO3)n(NO2NO)2 mol0.5 mol2.5 mol，硝酸的物质的量浓度为 2.5 mol0.2 L12.5 mol/L。答案：(1)7.84(2)1.3(3)4.48(4)12.5专题二 铜与稀硝酸制取一氧化氮实验探究Cu 与稀 HNO3 反应产生 NO，但
15、因 NO 易与 O2 反应生成红棕色 NO2，故在实验中不好观察到无色的 NO 气体，在实验中应想方法排出空气。【例 1】为验证铜与稀硝酸反应的还原产物是 NO 而不是NO2，某同学设计了如图所示的装置，下列叙述错误的是()A应先打开玻璃塞和旋塞再从 U 形管右侧加入稀硝酸B加入的稀硝酸应充满 U 形管左侧C关闭旋塞后铜丝会全部溶解D反应停止后打开旋塞，气体变成红棕色【解析】先打开玻璃塞和旋塞再从 U 形管右侧加入稀硝酸至充满 U 形管左侧，关闭旋塞，铜和稀硝酸反应产生的气体聚集在 U 形管的左侧，一段时间后，产生的气体使左侧硝酸液面下降，铜与硝酸不接触，反应停止，打开旋塞，气体进入分液漏斗中
16、与空气接触，NO 与 O2 反应生成 NO2，气体变为红棕色，C 错、D 正确。【答案】C【例 2】(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取 NO 的化学方程式为_。(2)NO 是有毒气体。某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的 NO 气体发生装置，如图甲所示。实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是_(填选项编号)。A铁B铝C铂D玻璃打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是_(填化学方程式)。(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是 NO，某学生另设
17、计了一套如图乙所示的装置制取 NO。反应开始后，可以在 U形管右端观察到无色的 NO 气体。长玻璃管的作用是_。让反应停止的操作方法及原因是_。以下收集 NO 气体的装置，合理的是_(填选项代号)。【解析】(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取 NO 的化学方程式为 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(2)由题意可知，这种成分不能与稀硝酸反应，而 Fe、Al 均与硝酸反应，所以 A、B 不行。反应生成的 NO 被空气中的氧气氧化为二氧化氮，呈红棕色，发生反应为 2NOO2=2NO2。(3)为了证明产生的气体是 NO，则该实验装置要防止产生的气体与空气接触，长玻璃管可以接收被气体压出 U 形管的液体，防止稀硝酸溢出。关闭活塞，产生的气体使稀硝酸液面下降，从而使铜丝与稀硝酸分开，反应停止，NO 能与空气中的氧气反应，故不能用排空气法来收集 NO，只能用排水法，C 和 D 装置符合题意，E 装置是洗气装置。【答案】(1)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(2)CD 2NOO2=2NO2(3)接收被气体压出 U 形管的液体，防止稀硝酸溢出关闭 U 形管右端导气管上的活塞；反应产生的气体将 U形管右端管内的稀硝酸向下压，使铜丝与稀硝酸分开，反应就会停止 CD