氮的化合物的计算

A. +1 B. +2 C.+ 3 D. +4
提示：1.浓硝酸可氧化金属单质，也可 氧化非金属单质 2.金属单质被氧化成硝酸盐，非 金属被氧化成最高价含氧酸
解: (1)若为金属单质，设其化合价升为 +a价 M ～ M(NO3)a+(4-a)NO2
1×a =(4-a) ×1
a=2
(2)若为非金属单质，设其化合价升 为+a价 M ～ 4NO2
解法二：根据化合价升降总数相等（即 得失电子守恒）进行计算
解法一：
Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
1 4×63
0.1 n
1:4×63=0.1:n
n=25.2(g)
3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO2↑+4H2O
3 8×63
0.1 n
3:8×63=0.1:n
n=16.8(g)
解法二:(1)若铁升为＋3价 0.1×３ = ﹛(n/4) ÷63﹜ ×3
n=25.2(g) (2)若铁升为＋2价 0.1×2 = ﹛(n/4) ÷63﹜ ×3
n=16.8(g)
8.某单质与过量浓硝酸反应，若参加反 应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4， 则该元素在反应中所表现的化合价可能 是 ( )
ห้องสมุดไป่ตู้
4、将充有 A mLNO 和 B mLNO2 气体的试管倒立于水槽中，然后通 入A mLO2，若已知B > A，充分反 应后，试管中的气体在同温、同压 下的体积为_____________ 余气 NO V=(B-A)/3mL
⑸、“CO2+NO+Na2O2”型
原理 CO2+NO+Na2O2 = Na2CO3+NO2 VLNO、CO2的混合气体通过足量的Na2O2后气体 的体积变为V/2L，则CO2和NO的体积比不可能是 Ｃ A、2∶1 B、3 ∶2 C、3 ∶4 D、5 ∶4
小结：O2与NO或NO2或NO、NO2的混 合气体中， 若n(N):n(O)=2:5,则全被水吸收； 若n(N):n(O)＞2:5,则有NO气体剩余； 若n(N):n(O)＜2:5,则有O2气体。
二、硝酸与金属反应的计算
①电子守恒 ②原子守恒 ③利用离子方程式计算
3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O
在标况下,将O2与NO 3∶4 的体积比 充满一个干燥烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶 内液面上升,最后烧瓶内溶液的物质的量 浓度为 Ｃ
A、0.045mol/L
C、 0.026mol/L
B、0.036mol/L
D、 0.030mol/L
⑶、“NO2+O2+H2O”型
规律 V(NO2)/V(O2)=4:1时，恰好完全反应。
解：3NO2+H2O=2HNO3+NO △V 3 2 3 X 1 5 3 X= 5 2 3 V(NO):V(NO2)= 5 : =2:3
5
练一练
2、将盛有N2和NO2混合气体的试管倒立于水 中，经过足够时间后，试管内气体体积缩小为 原体积的一半，则原混合气体中N2和NO2的体 1：3 积比是__________
a 2
将VmLNO和NO2的混合气体通过足量的 水，充分反应后，得到一定体积的无色 气体A，将此无色气体A与等体积的O2混 合，充分反应后，再通过足量的水，充 分反应后还能收集到5mL无色气体（以 上气体的体积均在相同条件下测定）。 试回答： 20 NO （1）A是＿＿，其体积是＿＿mL； （2）计算确定V的取值范围。 20<V<60
（6）“NO+NO2+NaOH溶液”型 原理 NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O 规律 当V(NO2)≥V(NO)时，混合气能被NaOH溶 液完全吸收；当V(NO2)<V(NO)时，混合气体中 NO过量，被NaOH吸收后，剩余气体为NO。 例8 根据硝酸尾气处理的反应原理，下列气体中 不可能被过量的NaOH溶液吸收的是 Ｄ ）。 A. 1 mol O2和4 mol NO2 B. 1 mol NO和4 mol NO2 C. 1 mol O2和4 mol NO D. 4 mol NO和1 mol NO2
例1、将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗 完时，共产生气体5.6L（标准状况）。则所消 耗的硝酸的物质的量是________，所得气体的 平均相对分子质量为_______ _。
０．６５ mol
４１．２
3Fe + 8HNO3(稀) = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+4H2O
1Fe + 4HNO3(稀) = 1Fe(NO3)3 + 1NO↑ + 2H2O
氮的化合物 的有关计算
一．氮的氧化物的计算
⑴、NO2或NO2与非O2的混合气体溶于水的计算
原理 3NO2+H2O=2HNO3+NO 差量法的应用 例、 在一定温度和压强下，装有NO和NO2混合气的试管 倒立于水中，充分反应后，试管内气体体积缩小为原体积 的3/5，则原混合气中NO和NO2的体积比为（ ）。 A. 5:3 B. 2:3 C. 3:2 D. 3:5
４０或２２．５
例：将盛有12mLNO气体的试管倒立于水槽中，缓缓通 入一定量O2后，若试管中气体变为4mL，则通入O2为多少 毫升？（分两种情况讨论） 解析：(1)假设4 mL为NO，则参加反应NO为8 mL 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 8 mL 6 mL 通入氧气为6 mL (2)假设4 mL为O2，则通入氧气过量， 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 12 mL 9 mL 参加反应的氧气为9 mL 通入氧气的体积共13 mL
V(NO2)/V(O2)<4:1时，剩余气体为O2。
７．５或２５
练习：将盛有40 NO2 和 O2的混合气体的量筒倒立于水 槽中，充分反应后，还剩余5mL无色气体，则原混合气 体中NO2、O2的体积比为 A．1 : 3 B．1 : 1 C．7 : 1 D．7 : 3
解析：由于题中没有指明5 mL是什么，则有两种可能 (1)当剩余5 mL为O2时，设NO2为x 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3， x 1./4x 得：x + 1/4 + 5 = 40 mL x = 28 mL V(NO2) = 28 mL，V(O2) = 12 mL；V(NO2)：V(O2) = 7：3 (2)当剩余5 mL NO时，设O2为 y 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 ； 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO 4y y 15 mL 5 mL 4y + y +15 = 40 mL；y = 5 mL V(O2) = 5 mL，V(NO2) = 35 mL；V(NO2)：V(O2) = 7：1
2、等体积混合而成的四组气体： ①NO2+NO ②NO2+O2 ③NO+O2 ④ HCl+N2 将其分别通入体积相同的试管并立 即倒立在足量的水中，试管内水面上升 占试管的高度由高到低依次是 __________ ① ③ ② ④
⑷、“NO+NO2+O2+H2O”型 在标准状况下，将NO2、NO、O2混合后 充满容器，倒置于水中，完全溶解，无气 体剩余，若产物也不扩散，则所得溶液物 质的量浓度的数值范围是（ Ｃ ） A、0<c<1/22.4 C、1/39.2<c<1/28 B、1/39.2<c<1/22.4 D、1/28<c<1/22.4
例４． 1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的 量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合 液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质 量为 Ｄ A 2.4g B 3.2g C 6.4g D 9.6g
⑵、NO与O2混合气与水反应
原理：4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3 ，余气：NO或O2 规律 V(NO)/V(O2)=4:3时，恰好完全反应。 V(NO)/V(O2)>4:3时，剩余气体为NO。 V(NO)/V(O2)<4:3时，剩余气体为O2。
30 例、将40mLNO与___mLO2混合，与水反应无气体剩余； 将40mLNO与20mLO2混合，与水反应后余_________ ＮＯ 40／3 气体________mL; Ｏ２ 将40mLNO与40mLO2混合，与水反应后余________ １０ 气体_________mL; 将40mLNO与___________mLO2混合，与水反应后余 气10mL.
64:44.8=x:y
192:44.8=(38.4-x):(22.4-y)
解得
x=28.8 y=20.16
从而求得参加反应的硝酸为2.2×10-3mol
解法二、 根据氮元素守恒可得 n(HNO3)= n(Cu) ×2 + n(气体) =﹛(38.4×10-3) ÷64 ﹜×2mol
+1
-3mol ×10
1×a =4 ×1
a=4
练１、在一定条件下，锌与稀HNO3以5∶12的物质的量之比反应， 其还原产物是（ A ） A、N2 B、NO2 C、N2O D、NO
练２、在一定条件下，锌与稀HNO3以2∶5的物质的量之比反应， 其还原产物是（B、C） A、N2 B、NH4NO3 C、N2O D、NO
例３．将14g铜银合金与足量的HNO3反应，放出 的气体与标准状况下体积为1.12L的O2混合后再 通入水中，恰好全部吸收，则合金中铜的质量 为 Ａ A 3.2g B 4.8g C 6.4g D 10.8g
原理 4NO2+O2+2H2O=4HNO3余气：NO或O2
V(NO2)/V(O2)>4:1时，剩余气体为NO。
１０ 例：将40mLNO2和_______mLO2混合，与水反应无气体 剩余。 Ｏ２ 将40mLNO2与15mLO2混合，与水反应后余_______ ５ 气体____________mL; ＮＯ 将40mLNO2与5mLO2混合，与水反应后余________ 气体____________mL; ２０／３ 将60mLNO2和_______mLO2混合，与水反应后余气 10mL。
规律 CO2与NO的混合气体通过足量固体Na2O2后：
（1）若V(CO2) ≥V(NO)时，反应后气体的总体积：
为原混合气体体积的一半
（2）若V(CO2)<V(NO)，反应后气体 缩小的体积就是原来CO2的体积。
aLCO2气体通过足量的过氧化钠固体， 所得气体与bLNO气体混合时，可得到 cL气体（相同状况），以下表达式中不 正确的是（B ） A、若a<b时，则c>1/2(a+b) B、若a<b时，则c＜1/2(a+b) C、若a＞b时，则c＝1/2(a+b) D、若a＝b时，则c＝1/2(a+b)
-3mol ×10
-3mol 10
B. 1.6 × D. 2.4 ×
-3mol 10
-3mol 10
C. 2.2 ×
解法一、
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 64mg 44.8mL
Xmg 192mg
(38.4-x)mg
ymL 44.8mL
(22.4-y)mL
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
= 2.2 ×10-3mol
7. 含ngHNO3的稀HNO3溶液，恰好使5.6g 铁粉完全溶解，若有n/4 g HNO3被还原成 NO(无其它还原产物)，则n值不可能是 Ａ
A. 12.6
B. 16.8
C. 18.9
D.25.2
解法一： 根据可能发生的两个反应去计算 Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
盛有a体积NO的试管倒置在水中，欲使最后气体体积 为 a 体积，则通入的O2体积（同温同压）为（ ）。
2
解：最后 体积气体可能是O2或NO。若为O2 4NO ~ 3O2 3 a a 4 5a a 3 V(O2)= 4 a+ 2 = 4 若为NO 4NO ~ 3O2 a 3 a 8 2 3 V(O2)= 8 a
例２．把7.2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中，充分 反应后剩余固体1.6g，产生NO2和NO的混合气体 0.08mol。若不考虑N2O4的存在，则原HNO3溶 液的物质的量浓度为 Ｃ A 3.5mol /L B 4.5mol /L C 7.0mol /L D 9.0mol /L
6. 38.4mg铜与一定量的浓硝酸反应， 铜全部作用后，共收集到气体 22.4mL (标况)，反应中消耗的硝酸 的物质的量为（ Ｃ ） A. 1.0