计算喷泉实验

[答案] C
[解析] 生成 NO2 和 N2O4 转移电子的物质的量为 n(e-)=n(NO2)+n(N2O4)×2=0.1 mol。则有 n(Cu)+n(Mg)=0.05 mol,64 g/mol×n(Cu)+24 g/mol×n(Mg)=3.7 g-1.7 g,解得 n(Cu)=0.02 mol、 n(Mg)=0.03 mol,故 n(Cu)∶n(Mg)=2∶3,C 项正确。
答案：D
喷泉实验的原理及应用
(1)喷泉实验的原理 由于容器内外产生压强差而形成喷泉。气体迅速溶于水或 某种溶液中，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉，依 据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就可以 形成喷泉。 (2)引发喷泉的几种方法 ①使烧瓶内的气体迅速溶于水或某种液体中。 ②使烧瓶内气体温度降低，从而使气压减小。 ③使待喷液面上的气压增大。
5.如图，同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满 ①NH3、②NO2，进行喷泉实验。经充分反应后，圆底烧瓶内 溶质的物质的量浓度( )
A.①>② C.①＝②
B.①<② D.不能确定
[例题]亚硝酸钠(NaNO2)是一种具有咸味、有毒，且价格比食 盐(NaCl)便宜的工业用盐，常被误作食盐使用，导致多起中毒事故 发生，它的部分性质如图，下列说法错误的是（ ）
A.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别食盐(NaCl)与亚硝酸钠 (NaNO2)
B.亚硝酸钠可以加到食品中，但添加量要符合规定 C.NaNO2 与 N2H4 反应生成 NaN3 的化学方程式为 NaNO2 ＋N2H4===NaN3＋2H2O D.上图所涉及的化学反应都是氧化还原反应
归纳总结
硝酸在氧化还原反应中，其还原产物可能有 多种价态的物质：＋N4O2、H＋N3O2、＋N2O、＋N12O、N0 2、－N3H3 等，实
验证明，硝酸浓度越大，得电子的能力越强，因而其氧化能力 越强。由铜与硝酸反应的化学方程式知，浓硝酸被还原为NO2， 氮元素的化合价变化为＋5→＋4；稀硝酸被还原为NO，氮元 素的化合价变化为＋5→＋2。一般情况下，硝酸的浓度越小， 金属活动性越强，其还原产物的价态越低。
水
NO、O2 (4∶3)
水
NO2、O2 (4∶1) 水
喷泉实验
4.如图是某课外活动小组的同学设计的 4 个喷泉实验方案。下
列有关操作不可能引发喷泉现象的是(
)
A.挤压装置①的胶头滴管使 CCl4 全部进入烧瓶，片刻后打开止 水夹 B.挤压装置②的胶头滴管使 NaOH 溶液全部进入烧瓶，片刻后 打开止水夹 C.用鼓气装置从装置③的 a 处不断鼓入空气并打开止水夹 D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
③电荷守恒法 HNO3 过量时反应后溶液中(不考虑 OH－)则有 c(NO3－)＝c(H＋)＋nc(Mn＋)(Mn＋代表金属离子)。 ④离子方程式计算法 金属与 H2SO4、HNO3 的混合酸反应时，由于硝酸盐中 NO－3 在 H2SO4 提供 H＋的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用 离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属 或 H＋或 NO－3 进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
(3)喷泉实验的几种常见装置
说明：装置②中最好采用顶部有孔的烧瓶。装置③引发 喷泉的方法是打开止水夹，用热毛巾或双手捂热烧瓶，松开 后片刻即形成喷泉现象。
(4)形成喷泉的类型
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和液体。
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、 SO2、H2S
NO2
吸收剂
水、NaOH 溶液
水
NaOH 溶液
D.0.45mol/L
解析：选 B。溶液中同时存在 H＋和 NO－ 3 时就能够与 Cu 发生反应。该溶液中 H＋实 际为 0.06mol，应该根据离子方程式进行计算，正确解答思路为
3Cu＋ 8H＋＋ 2NO－ 3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3
8
2
3
0.03mol 0.06mol 0.04mol X 根据各物质量的关系可知，H＋不足，应根据 H＋进行计算。X＝3×0.06mol÷8＝
(3)亚硝酸钠的还原性 亚硝酸钠与强氧化性物质反应时，表现出还原性。如亚硝酸钠与 K2Cr2O7 酸性 溶液反应时，Cr2O27－被还原成 Cr3＋，K2Cr2O7 溶液由橙色变为绿色。 Cr2O27－＋3NO－2 ＋8H＋===3NO－3 ＋2Cr3＋＋4H2O。 (4)亚硝酸钠与氯化钠的鉴别 与氯化钠不同，亚硝酸钠与 AgNO3 溶液反应生成的 AgNO2 沉淀可溶于稀硝酸。 Ag＋＋NO－2 ===AgNO2↓。
归纳总结 解硝酸与金属反应计算题的整体思路和计算方法
(1)整体思路
(2)计算方法 ①原子守恒法 HNO3 与金属反应时，一部分 HNO3 起酸的作用，以 NO－ 3 的形 式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部 分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的 HNO3 中氮原子的物 质的量。 ②电子守恒法 HNO3 与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3 中氮原子得电 子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
硝酸与金属反应的计算
3.在某 100mL 的混合液中，硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是
0.4mol/L、0.1mol/L，向该混合液中加入 1.92g 铜粉，加热，待
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充分反应后，所得溶液中铜离子的物质的量浓度(不考虑溶液体
积变化)是( )
A.0.15mol/L
B.0.225mol/L
C.0.30mol/L
(2)亚硝酸钠的氧化性 在亚硝酸钠中，氮的化合价为＋3，处于中间价态。因此， 亚硝酸钠与强还原性物质反应时，表现出氧化性。如亚硝酸钠 与碘化钾反应可生成单质碘。
2NO－2 ＋2I－＋4H＋===2NO↑＋I2＋2H2O。 析出的碘可以使淀粉溶液变蓝色，据此可以检验 NO－2 的存在。 亚硝酸钠与 FeCl2 溶液反应，生成棕黄色的 FeCl3 溶液。 NO－2 ＋Fe2＋＋2H＋===NO↑＋Fe3＋＋H2O。
0.0225mol，因此，铜离子浓度为0.002.215Lmol＝0.225mol/L。
4.取铜镁合金完全溶于浓硝酸中,反应过程中硝酸被还原 只产生 0.896 L NO2 气体和 0.672 L N2O4 气体(气体体积都 已折算到标准状况),在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠 溶液,生成沉淀质量为 3.7 g。则合金中铜与镁的物质的量 之比等于 ( ) A.1∶1 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
亚硝酸及亚硝酸钠的性质
方法指导
1.亚硝酸(HNO2)
亚硝酸是弱酸。向亚硝酸钠溶液中加酸，生成亚硝酸 (HNO2)。亚硝酸不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，微热甚至常 温下也会分解，产生红棕色的二氧化氮气体。
NaNO2＋H2SO4(稀)===NaHSO4＋HNO2 2HNO2===NO↑＋NO2↑＋H2O
2.亚硝酸钠(NaNO2)
(1)亚硝酸钠的物理性质及用途
亚硝酸钠的化学式为 NaNO2，是可溶性盐。其熔点为 271 ℃，分解温度为 320 ℃。
亚硝酸钠在建筑业中常用作混凝土掺加剂，以促进混凝土 凝固，提高其强度，防止在冬天低温施工时混凝土发生冻结。
亚硝酸钠还是一种食品添加剂，用作食品防腐剂和肉类食 品的发色剂。