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1、难点 11 浓度不同产物异化学上有许多产物，跟反应物浓度关系密切。鉴于高考常据此设计难题，本篇总结了这些反应。难点磁场请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。30 g 铜 、 银 合 金 与 80 mL 13.5 molL 1 的 HNO3 溶 液 反 应 。 合 金 全 部 溶 解 ， 放 出 气体 6.72 L(标准状况下)，反应后溶液的 pH=0(设反应前后溶液体积不变)(1)计算 HNO3 被还原的物质的量；(2)计算合金中银的质量分数。案例探究例题38.4 mg 铜跟适量浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体 22.4 mL(标准状况) ，反应消耗 HNO3 的物质的量可能是A
2、.1.00103 mol B.1.60103 molC.2.20103 mol D.2.40103 mol(忽视 NO2 与 N2O4 的相互转化 )命题意图：考查学生对反应条件浓度变化时产物种类变化的认识。属化学教学中要求具备的能力。知识依托：Cu 与浓、稀 HNO3 的反应。错解分析：忽视了 Cu 与稀 HNO3 的反应，就会错选 D；只运用 Cu 与稀 HNO3 反应解题，就会错选 B。解题思路：随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐变小，产生的气体可能是纯净的 NO2，也可能是 NO2 和 NO 的混合物。n(Cu)=38.4 mg64.0 gmol1 =0.600 mmoln(g)=22.4
3、 mL22.4 Lmol1 =1.00 mmol这样，发生的反应可能是下列一个，也可能是两个：Cu4HNO 3(浓)=Cu(NO 3)22NO 22H 2O3Cu8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)22NO4H 2O于是，本题有以下多种解法。方法 1(极值法)：若产生的气体全部是 NO2，由化学方程式得：n(HNO3)=4n(Cu)=0.600 mmol4=2.40 mmoln(NO2)=2n(Cu)=0.600 mmol2=1.20 mmolV(NO2)=1.20 mmol22.4 Lmol1 =26.9 mL22.4 mL可见，气体不全是 NO2。若产生的气体全部是 NO，由化学方程式得
4、：n(HNO3)=8/3n(Cu)=0.600 mmol8/3=1.60 mmoln(NO)=2/3n(Cu)=0.600 mmol2/3=0.400 mmolV(NO2)=0.400 mmol22.4 Lmol1 =8.96 mL22.4 mL由于气体是 NO2 和 NO 的混合物，8.96 mLV(g) 26.9 mL，所以 1.60 mmoln(HNO 3)2.40 mmol，观察备选项可知答案。方法 2(守恒法)：根据反应前后 N 原子守恒和 Cu 原子守恒得：n(HNO3)=nCu(NO3)22n(NO 2)n(NO) (N 原子守恒 )=n(Cu)2n(NO 2)n (NO) (C
5、u 原子守恒)=0.600 mmol21.00 mmol=2.20 mmol方法 3(写总反应方程式法)：设生成 NO2 的物质的量为 x，则题设条件下的总反应为：0.6Cu2.2HNO 3=0.6Cu(NO3)2x NO2(1 x )NO1.1H 2O先写出反应物和生成物以及 Cu、NO 2 和 NO 的化学计量数，再根据 Cu 原子守恒和 N原子守恒得出 Cu(NO3)2 和 HNO3 的化学计量数，H 2O 的化学计量数可根据 N 原子守恒而得出(因与结果无关也可不算出 )。根据方程式及有效数字的运算规则，可知参加反应的 HNO3 物质的量为 2.20 mmol。方法 4(平均分子式法)
6、：设 HNO3 还原产物的平均分子式为 NOx，则：n(Cu)n(NO x)=0.600 mmol1.00 mmol=3 5Cu 与 HNO3 的总反应方程式为：3Cu11HNO 3=3Cu(NO3)25NO x？H 2O先写出反应物和生成物及 Cu 和 NOx 的化学计量数 3 和 5，再根据 Cu 原子守恒和 N 原子守恒分别得出 Cu(NO3)2 和 HNO3 的化学计量数 3 和 11，H 2O 的化学计量数因与结果无关可不算出，则：n(HNO3)=11/3n(Cu)=0.600 mmol11/3=2.20 mmol答案：C变式 1：去掉备选项，将问题改为：求还原产物 NO2 和 NO
7、 的物质的量之比，其他同例题，试解之。解题思路：在前面“方法 4”的基础上得到下式：3Cu11HNO 3=3Cu(NO3)25NO x5.5H 2O根据 O 原子守恒得：33=185x5.5x=1.9即 NOx 为 NO1.9。用十字交叉法：V(NO2)V (NO)=91答案：91变式 2：若例题条件下 Cu 与 HNO3 恰好完全反应，二者皆无剩余，欲求开始生成 NO时 HNO3 溶液的浓度，还缺少的条件是_(用必要的文字和字母 b 表示)，开始生成NO 时 HNO3 溶液的浓度为_( 请写最后结果) 。解题思路：据变式 1 解题思路得：V(NO2)=1.00 mmol =0.900 mmo
8、l09V(NO)=0.100 mmol生成 NO 消耗 HNO3 的物质的量可求：8HNO3(稀)2NO8 2n(HNO3) 0.100 mmoln(HNO3)=0.400 mmol欲求 0.400 mmol HNO3 的浓度，须知 HNO3(aq)的体积 b：c(HNO3)= bmol10.44答案：开始生成 NO 时 HNO3(aq)的体积 b 4.00104 mol/b锦囊妙计当化学反应进行时，反应物不断被消耗。随反应的进行，反应物浓度不断改变，有的会造成产物的不同。如，过量 Cu 放入少量浓 HNO3 中，开始生成的气体是 NO2，后来生成的气体是 NO；很稀的 HNO3 溶液与活泼金
9、属反应还会有 H2 生成( 非信息题可不考虑)。再如，过量活泼金属(如 Zn)与少量浓 H2SO4 的反应，开始时生成的气体是 SO2，后来生成的气体是 H2。有的反应不再发生。如，过量 Cu 与少量浓 H2SO4 的反应，随反应的进行，浓 H2SO4 变成了稀 H2SO4，Cu 与稀 H2SO4 不再发生反应。再如，过量 MnO2 与少量浓盐酸的反应，随反应的进行，浓盐酸变成稀盐酸，不再与 MnO2 发生氧化还原反应。有些本来不能发生的反应，后来能够进行。如稀 H2SO4 溅在衣服上，水分蒸发后，变成浓H2SO4，也就能使布料脱水炭化。歼灭难点训练1.() 向 50 mL 18 molL1
10、H2SO4 溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原 H2SO4 的物质的量 ( )A.小于 0.45 mol B.等于 0.45 molC.在 0.45 mol 和 0.90 mol 之间 D.大于 0.90 mol2.() 14.0 g 铜银合金与足量某浓度的硝酸反应，将放出的气体与 1.12 L(标准状况) 氧气混合，通入水中恰好完全吸收，则合金中铜的质量为( )A.9.6 g B.6.4 g C.3.2 gD.1.6 g3. ()3.2 g 铜与过量硝酸(8 mol 1 ，30 ml)充分反应。硝酸的还原产物有NO2 和 NO，反应后溶液中所含 H 为 a mol，则此时溶液中所
11、含 NO 为_mol 。34.()使一定量锌与 100 mL 18.5 mol 1 浓 H2SO4 充分反应，锌完全溶解，同时生成标准状况下气体 33.6 。将反应后溶液稀释，测得其 pH=1.0。求：(1)生成气体的成分及体积( 假设浓 H2SO4 与 Zn 反应还原产物只生成 SO2)；(2)锌的质量；(3)开始生成 H2 时 H2SO4 的浓度( 假设溶液体积无变化)。附：参考答案难点磁场解析：题设条件下，发生的反应有：Cu4HNO 3(浓)=Cu(NO 3)22NO 22H 2O3Cu8HNO 3(稀)=3Cu(NO 3)22NO4H 2OAg2HNO 3(浓)=AgNO 3NO 2H
12、 2O3Ag4HNO 3(稀)=3AgNO 3NO2H 2O(1)n(被还原 HNO3)=n(NO2)n(NO)= =0.300 mol1-molL.476(2)设合金中 Cu 和 Ag 的物质的量分别为 x、y。则：w(Ag)= =0.36g30mol1.l18-答案：(1)0.30 mol (2)0.36歼灭难点训练1. A2.提示：由题意知，Cu、Ag 与 HNO3 反应所得还原产物与 O2 作用溶于水后又变为HNO3，因此可以认为 Cu、Ag 所失电子最终被 O2 而非 HNO3 所得。设 Cu、Ag 物质的量分别为 x、y，则：解得：x=0.050 mol， m(Cu)=64 gmo
13、l1 0.050 mol=3.2 g答案：C3.提示：最后所得溶液中溶质分别是 Cu(NO3)2 和 HNO3，依据 N 原子守恒得：n(NO )=2nCu(NO3)2n(HNO 3)=2n(Cu2 )n(H )3=2 a mol=(a0.10) mol1-molg64.答案：(a0.10) mol评 注 ： 在 反 应 过 程 中 HNO3 有 挥 发 ， n(HNO3) n(NO)=n(HNO3) n(Cu)所 得 数 值 不2准 确 。4.提示：题设条件下发生如下反应：Zn2H 2SO4(浓)=ZnSO 4SO 22H 2OZnH 2SO4(稀)=ZnSO 4H 2答案：(1)生成 SO2 6.7 L，生成 H2 26.9 L(2)97.5 g(3)12.5 molL1
