硫和氮的化合物相关计算

1、盛有NO和NO2的混合气体的量筒倒立在盛有水的 水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原 来的一半。则原混合气体中NO和NO2的体积比是 （ ） A.3∶1 B.1∶3C.2∶1 D.1∶2
（二）“NO2+O2+H2O”型
NO2 和 O2 混和气体溶于水的反应
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 2NO + O2 = 2NO2
例 1.铜粉放入稀硫酸溶液后,加热后无明显现象发生, 当加入下列一种物质后,铜粉质量减少,溶液呈蓝色,同 时有气体产生,该物质可能是( ) 。 A. Fe2 (SO4) 3 B. Na2CO3 C. KNO3 D.FeSO4
例2.铁铜混合物加入不足量的硝酸,反应后,剩余金属 m1 g,再向其中加入一定量稀硫酸.充分振荡后, 剩余 金属m2 g, 则m1与m2的关系是( )。 A.m1一定大于m2 B. m1一定等于m2 C. m1可能等于m2 D. m1可能大于m2 例3.已知Fe2+可以水解: Fe2+ +2H2O Fe(OH) 2+2H+，现向Fe(NO3) 2溶液中加入足量的稀硫 酸,则溶液的颜色( ) 。 A. 浅绿色加深 B.颜色变浅 C.溶液变黄 D.无法判断 例4.在100 mL 混合溶液中, HNO3 和 H2SO4 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 Cu2+ 的物质 的量浓度是( )。 A. 0.15 B. 0.225 C. 0.35 D. 0.45
例 9.在Cu与稀硝酸反应中,如果有1 mol 硝酸被还原,则 被氧化的铜的物质的量为 mol。 A . 3/8 B. 8/3 C . 3/2 D. 2/3 例10.为测定某铜银合金的成分,将30 g 合金完全溶解于 80 mol、浓度为 13.5 mol/L的浓硝酸中,合金完全溶解 后,收集到6.72 L(标准状况下)的气体 (假设反应中只产 生NO或NO2),并测得溶液的pH=0 ， 假设反应后溶液 的体积仍80 mL。 (1)被还原的硝酸的物质的量. (2)合金中各金属成分. (3) 求生成的气体的成分。
例5 a L CO2气体通过足量Na2O2，所得气体与b L NO混 合，可得c L气体（相同状况），如果忽略2NO2 N2O4， 以下表达式错误的是（ ） A. 若a<b，则c<(a+b)/2 B. 若a<b，则C>(a+b)/2 C. 若a>b，则C=(a+b)/2 D. 若a=b，则c=(a+b)/2
例8.将6.4 g Cu与80 mol/L 60 mL 的硝酸充分反应,铜 完全溶解,反应后溶液中的H+ 的物质的量为a mol.(假设 反应中只产生NO或NO2),此时溶液中所含NO3-的物质 的量为 mol。
A. 0.28 B. 0.31 C. a+0.2 D. a+0.4
三、从得失电子守恒的角度. 一般情况下:金属失去的电子被+5价的氮得到,转化为 NO 或 NO2 ,根据得失电子解题。
例13.将32.64 g 铜粉与140 mL 一定量浓硝酸恰好完 全反应,铜完全溶解,反应后收集到的气体在标准状况 下的体积为11.2 L.(假设反应中只产生 NO 或NO2 ) 请回答: (1)NO的体积为 mL；NO2的体积为 mL。 (2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入v mL a mol/L的 NaOH 溶液,恰好使溶液中的 Cu2+ 全部 沉淀,则原硝酸的浓度为 a mol/L (3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在溶液中完全转 化为 NaNO3 ,至少需要30%的双氧水 g。
[例2] 容积为10mL的试管，充满NO2和O2的混合
气体，把试管倒立在水槽中，若充分反应后，试管
中尚有1mL气体，则原混合气体中各为几毫升？ 2．将盛有12mLNO2和O2混合气体的量筒倒立于水 槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混 合气体中O2的体积是（ ） A．1.2mL B．2.4mL C．3.6mL D．4mL 3．在标准状况下，将O2和NO2按1：4体积比充满一 干燥的烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升 。最后烧瓶内溶液的物质的量浓度是（ ） A．0.045mol/L B．0.036mol/L C．0.026mol/L D．0.028mol/L
二、从硝酸在反应中的作用: 参加反应的硝酸一部分显酸性,生成硝酸盐,另一部分 作氧化剂,一般转化为氮的氧化物(NO或NO 2),根据氮 元素守恒解题。 例5.将25.6 mg Cu 与1.4×10-3 mol 的浓硝酸恰好完 全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为 ml。(假设反应中只产生NO或NO 2) 例6.将1.92 g 铜粉与一定量浓硝酸恰好完全反应,反应 后收集到的气体在标准状况下的体积为 1120 mL。 (假设反应中只产生NO或NO 2)则消耗硝酸的物质的量 为 mol。 A. 0.12 B. 0.11 C.0.09 D.0.08
① ×2 ＋ ②
① ②
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
V(NO2):V(O2) = 4:1 时，完全反应，无气体剩余
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V(NO2):V(O2) < 4:1 时，O2过量，剩余气体为O2
V(NO2):V(O2) > 4:1 时，NO2过量，剩余气体为NO
剩余NO体积为过量NO2体积的1/3。
有关硫酸的计算：
一、不同浓度的硫酸混合时的计算 例1：已知 溶液中 的质量分数越大，其溶液的密度越 大，将90%和10%的两种 溶液等质量混合后，溶液中 的质量分数（ ）；等体积混合后，溶液中 的质量分数 （） A. 大于50% B. 等于50% C. 小于50% D. 无法确定 二、浓硫酸反应过程中变稀的隐含计算 例2：在50mL 的浓 中加入足量铜片并加热，被还原的 的物质的量（ ） A. 等于0.9mol B. 大于0.45mol，小于0.9mol C. 等于0.45mol D. 小于0.45mol
例7.为测定某铜银合金的成分,将30 g 合金完全溶解于 80 mol、浓度为 13.5 mol/L的浓硝酸中,合金完全溶解 后,收集到6.72 L(标准状况下)的气体 (假设反应中只产 生NO或NO2),并测得溶液的pH=0 ， 假设反应后溶液 的体积仍80 mL。 (1)被还原的硝酸的物质的量. (2)合金中各金属成分.
（四）“NO+NO2+O2+H2O”型 原理 NO、NO2分别与O2和H2O反应 规律 当NO、NO2分别与O2的物质的量之比符合4:3、 4:1时恰好完全被水吸收，无气体剩余。 1．在容积为672 mL的烧瓶里充满NO、NO2的混合 气体，将其倒立在水槽里，去塞后再通入280 mL氧 气，恰好完全反应，且水充满烧瓶(气体体积都已折 合为标准状况)，下列有关叙述中，正确的是( ) A．总反应为NO＋NO2＋O2＋H2O===2HNO3 B．总反应为4NO＋8NO2＋5O2＋6H2O===12HNO3 C．生成硝酸的物质的量浓度接近0.03 mol/L D．生成硝酸的物质的量浓度约为0.45 mol/L
（五）“CO2+NO+Na2O2”型 原理 CO2+NO+Na2O2 Na2CO3+NO2 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。
五、 从极限的角度. 硝酸与铁反应,随用量的不同,产物可能是 Fe(NO3)2 或 Fe(NO3)3 这时可用极限法解。 如果产生的气体产 物不单一,可能也要用极限法解。 例14.把22.4 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中,反应只 收集到 0.3 mol NO2 和0.2 mol NO。 下列说法正确的是( )。 A.反应后生成的盐只有Fe(NO3)3 B.反应后生成的盐只有Fe(NO3)2 C.产物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物质的量之比为1:3 D.产物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物质的量之比为3:1
4NO2＋O2＋2H2O＝4HNO3 相关计算题型： （一）“NO2+NO+H2O”型 原理 3NO2+H2O=2HNO3+NO 例1 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
有关硝酸的计算： 一、从反应的本质看: 金属与硝酸反应的实质是金属与H+和NO3- 共同作用. 例如:铜与稀硝酸反应的实质是: 3Cu +8H+ +2NO3- ===3Cu2+ +4H2O +2NO↑ Fe2+与稀硝酸反应的实质是: 3Fe2+ + 4H+ + NO3- === 3Fe3+ + 2H2O + NO↑
（三）“NO+O2+H2O”型
NO 和 O2 混和气体溶于水的反应
2NO + O2 = 2NO2 ① 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO ②
① ×3 ＋ ②×2
4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3
V(NO):V(O2) = 4:3 时，完全反应，无气体剩余
V(NO):V(O2) < 4:3 时，O2过量，剩余气体为O2
V(NO):V(O2) > 4:3 时，NO过量，剩余气体为NO
例3 盛有a体积NO的试管倒置在水中，欲使最 a 后气体体积为 2 体积，则通入的O2体积（同温同 压）为（ ）。 3 5 3 A. a B. 8 a C. 4 a D. 4 a 4、把9mLNO气体装入试管，倒立于水槽中， 逐渐通入O2，当试管中剩余气3mL时，通入O2 的体积可能是（ ） A、9ml B、4.5ml C、3ml D、9.75ml
3．在标准状况下，将O2与NO按3：4的体积比充满一 个干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶内液面逐渐上升 后，最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为（ ） A．0.045mol· －1 L B．0.036mol· －1 L C．0.026mol· －1 L D．0.030mol· －1 L
4．在标准状况下，将NO2、NO、O2混合，充分充满 容器倒置于水中，完全溶解且无气体剩余，若产物也 不扩散，则所得溶液的物质的量浓度的数值范围为（ ） A．0<M<1/22.4 B．1/39.2<M<1/22.4 C．1/39.2<M<1/28 D．1/28<M<1/22.4
三、无数据的相关计算 例3：向某 溶液中，逐滴滴入某 溶液恰好完全反应， 过滤，测得滤液的质量恰好与原 溶液的质量相等。 求 溶液中 的质量分数。 四、与硫酸有关的多步反应计算 例4：某硫酸厂用接触法制取 的生产过程中，在煅烧 黄铁矿（FeS2）时损失硫为5%（质量分数，下同）； 在 的催化氧化时有92%的 转化为 ；吸收塔中损失的 为0.6%，现有100t含95% 的黄铁矿，求可制得98%的 多少吨？
四、从反应始态和最终状态看。 例11.铜镁合金4.6 g 完全溶于浓硝酸中,若反应中硝酸 被还原,只产生 4480 mL NO2 气体和 336 mL N2O4气 体(标准状况下).反应后的溶液中加足量NaOH溶液,生成 沉淀的质量为 g。 例12.1.92 g Cu投入到一定量的浓硝酸中,铜完全溶解 ,生成的气体的颜色越来越浅,共收集到 672 mL 的气体 (标准状况下).将盛有此气体的容器倒扣在水槽中,通入 标准状况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水,则 通入的氧气的体积为 mL。 A . 168 B. 224 C . 336 D. 504
例 15. 0.03 mol 的铜完全溶于硝酸,产生氮的氧化物 NO、NO2 、N2O4， 混合气体共 0.05 mol,该混合气 体的平均相对分子量可能是( )。 A . 30 B . 46 C. 50 D. 66
有关氮的氧化物的计算：
主要涉及的相关化学反应方程式：
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3 2NO + O2 = 2NO2