当心氮族计算中的“陷阱”,本文主要内容关键词为:当心论文,陷阱论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
例1 常温常压下,将30mLNO和10mLO[,2]混合,所得气体的平均相对分子质量
A.等于30.5B.等于40.7
C.介于30.5和40.7之间 D.大于40.7
错解 根据NO和O[,2]反应的方程式:2NO+O[,2]2NO[,2],得10mLO[,2]和20mLNO化合生成20mLNO[,2],NO过量10mL。则NO[,2]和NO的平均相对分子质量为:(46x20mL+30×10mL)/30mL≈40.7。选B。
正解 常温常压下,不仅NO和O[,2]能化合生成NO[,2],生成的NO[,2]还有部分化合为N[,2]O[,4],2NO[,2]N[,2]O[,4]。故所得气体平均相对分子质量大于40.7,答案为D。
例2 某元素的单质能与浓硝酸反应,若参加反应的单质与浓硝酸物质的量之比为1∶4,则该元素在生成物中所显示的化合价可能是
A.+4B.+3C.+2D.+1
错解 设该单质为R,在反应中被氧化为+x价,则反应方程式为:
R+2xHNO[,3](浓)R(NO[,3])[,x]+xNO[,2]↑+xH[,2]O
由1∶2x=1∶4,得x=2。选C。
正解 能被浓硝酸氧化的单质,既可能为金属单质,也可能为非金属单质。上述反应中的单质只能代表金属单质,显然答案是片面的。R若为非金属单质,反应后仍被氧化为+x价,则反应方程式为:
2R+2[,x]HNO[,3](浓)=R[,2]O[,x]+2[,x]NO[,2]↑+xH[,2]O
由2∶2[,x]=1∶4,得x=4。故答案为AC。
例3 将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应,当铜粉完全作用时收集到气体1.12L(标准状况),则所消耗硝酸的物质的量是
A.0.12molB.0.11mol
C.0.09molD.0.08mol
错解 铜与浓硝酸反应的方程式为:
Cu+4HNO[,3](浓)Cu(NO[,3])[,2]+2NO[,2]+2H[,2]O
可得n(Cu)=1.92g/64g·mol[-1]=0.03mol,则消耗HNO[,3]的物质的量为0.03mol×4=0.12mol。选A。
正解 铜与一定量浓硝酸反应时,由于硝酸的浓度不断变稀,最后可能是铜与稀硝酸发生反应,放出NO气体。只根据铜与浓硝酸反应进行计算显然是错误的。从整体上看,消耗的硝酸可分为两部分。根据收集到的气体的体积,可求出起氧化作用的HNO[,3]的物质的量为0.05mol;根据Cu的物质的量,可求出起酸性作用的HNO[,3]的物质的量为0.06mol。消耗HNO[,3]的总物质的量为0.11mol,答案为B。
例4 将盛有20mLNO[,2]和30mLNO气体的大试管,倒立于盛NaOH溶液的水槽中,要使试管中NO[,2]和NO全部被吸收,最少需向试管中通入O[,2]的体积为
A.(5/2)mL B.5mL c.15mL D.(55/2)mL
错解 认为NO[,2]和NO先要分别与O[,2]、H[,2]O反应生成HNO[,3]:
附图
再根据NO[,2]和NO的体积,可得需O[,2]总体积为20mL×(1/4)+30mL×(3/4)=(55/2)mL。选D。
正解 其实NO[,2]、NO与NaOH可直接反应生成NaNO[,2]。当NO[,2]、NO全部转化为NaNO[,2]时通入O[,2]的体积最少,根据反应方程式:
附图
可知NO[,2]和NO体积相等时则全部转化为NaNO[,2],所以只要将原混合气体中5mLNO转化为NO[,2],NO[,2]和NO的体积就相等。5mLNO转化为NO[,2]需结合(5/2)mLO[,2],答案为A。
例5 现有一稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,其中c(H[,2]SO[,4])=0.3mol·L[-1],c(HNO[,3])=0.4mol·L[-l]。取该溶液100mL,向其中加入1.92g铜粉并加热,充分反应后,所得溶液中Cu[2+]的物质的量浓度为(假设反应前后溶液体积不变)
A.0.15mol·L[-1]B.0.2mol·L[-1]
C.0.3mol·L[-1]D.0.4mol·L[-1]
错解 认为Cu不和稀硫酸反应,只根据Cu和稀硝酸反应的方程式计算:
附图
n(HNO[,3]=0.4mol·L[-1]×0.1L=0.04mol。
由此可知Cu在反应中过量,根据完全反应的HNO[,3]的物质的量,可知有0.015molCu被溶解,c(Cu[2+])=0.015mol/0.1L=0.15mol·L[-1],选A。
正解 该题不能孤立地认为Cu不和稀硫酸反应,因为Cu和稀硝酸反应后,溶液中还存在一定量的NO[,3][-],NO[,3][-]在含有H[,2]SO[,4]的酸性溶液中还能继续和Cu反应。针对该题特点,可根据如下离子方程式求解:
附图
由n(Cu)=0.03mol,n(H[+])=0.1mol,n(NO[,3][-])=0.04mol,可知Cu不足,将全部被溶解。
c(Cu[2+])=0.03mol/0.1L=0.3mol·L[-1],答案为C。
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