化学自习室移动版

1、一定量的浓硝酸与足量的铜片反应时，还原产物开始是二氧化氮，随着反应的进行，硝酸的浓度变小，后来会生成一氧化氮。

［例题］38.4 Mg 铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到22.4 mL 气体(标准状况下)。反应消耗的 HNO₃的物质的量可能是(      )。

A、1.0×10^－3mol            B、1.0×10^－3mol                C、2.2×10^－3mol          D、2.4×10^－3mol

［解析］本题n(Cu) ＝ 38.4×10^－3g／64g·mol^－1＝ 6.0×10^－4mol，n(气体) ＝1.0×10^－3mol 。若按 Cu ＋4HNO₃＝ Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O计算， 6.0×10^－4mol 铜完全反应，应消耗 HNO₃    2·4×10^－3mol ，生成二氧化氮气体1.2×10^－3mol ，而实际生成气体1.0×10^－3mol ，故反应中生成的气体应为NO₂和 NO 的混合气体。

据氮元素守恒可得，发生还原反应的 HNO₃的物质的量为1.0×10^－3mol ，据铜元素守恒可得，生成 Cu(NO₃)₂消耗的HNO₃的物质的量为6.0×10^－3mol ×2＝ 1.2×10^－3mol 。故反应共消耗 HNO₃的物质的量为 2.2×10^－3mol，选C。

2、若溶液中含有H^＋和NO₃^－，即可认为有HNO₃存在，它能氧化Cu、I^－、S^2－、SO₃^2－、Fe^2＋等物质。

下列情况要注意隐含硝酸的存在：

(1)在强酸性溶液中，若存在大量 NO₃^－，则该溶液与铝反应不生成氢气。在分析溶液中离子能否大量共存时，要注意溶液若为强酸性， NO₃^－与、I^－、S^2－、SO₃^2－、Fe^2＋等离子不能大量共存。

(2)在稀硫酸中加入铜粉无明显现象，再加入硝酸钾则会发现铜粉逐渐溶解，溶液变蓝色，并有无色气体生成。原因是：原溶液中有硫酸电离出来的 H^＋，与硝酸钾电离出来的 NO₃^－组成了稀硝酸，与铜粉发生了下列反应：3Cu ＋8HNO₃＝ 3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O。

(3)铁屑溶解在过量的盐酸里后，再加入硝酸锌，会发现溶液的颜色由浅绿色变为棕黄色。这是由于铁屑溶于过量的盐酸里后，生成了FeCl₂，溶液为浅绿色，由于盐酸过量，溶液中还含有大量的 H^＋，当加入硝酸锌后，硝酸锌电离出来的 NO₃^－与 H^＋组成了硝酸，将 Fe^2＋氧化为 Fe^3＋，使溶液呈棕黄色。

(4)在硝酸亚铁溶液里加入盐酸，会发现溶液的浅绿色变为棕黄色。原因并非是盐酸氧化了硝酸亚铁，而是溶液中的 NO₃^－与H^＋组成了硝酸，将Fe^2＋氧化为 Fe^3＋。

(5)检验未知溶液中是否含有 SO₄^2－时，若先加入 Ba(NO₃)₂溶液，有白色沉淀生成，再加入稀盐酸充分振荡，仍有白色沉淀，不能确定原溶液中含有 SO₄^2－。原因是：若原溶液中含有 SO₃^2－与硝酸钡溶液反应生成 BaSO₃沉淀，当加入稀盐酸时，H^＋、NO₃^－可组成硝酸，将 BaSO₃氧化为 BaSO₄，也会产生上述现象。

(6)铜粉与一定量的稀硫酸和稀硝酸的混合液反应时，有隐蔽硝酸的存在，计算时应充分注意。

［例题］有一硫酸和硝酸的混合溶液，硫酸和硝酸的物质的量浓度分别为 4mol·L^－1和 2mol·L^－1。取 10 mL 该溶液与0.96 g 铜粉共热，将有多少毫升气体产生(标准状况下)？

［解析］题目中n(HNO₃)＝ 0.02molN(H₂SO₄)＝ 0.04mol，n(Cu)＝ 0.015mol ，解题时易认为与铜反应的只是稀硝酸，根据方程式：3Cu ＋8HNO₃＝ 3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O，判断铜是过量的，n(HNO₃)＝ 0.02mol 计算可得产生的NO气体为：0.02mol × 2／8 ×  22400 mL／mol ＝ 112 mL 。此处，反应后的溶液中仍存在 H^＋、NO₃^－，与Cu仍可继续反应产生 NO 气体，故以上解法是错误的。正确的解法应根据离子方程式进行。据离子方程式

3Cu ＋ 8H^＋＋2NO₃^－＝＝ 3Cu^2＋＋ 2NO ↑＋ 4H₂O

n(Cu)＝ 0.015mol ，N(NO₃^－)＝ 0.02mol，

n(H^＋)＝ 0.04mol × 2 ＋ 0.02mol = 0.10 mol，可判断H^＋、NO₃^－在反应中过量，铜全部反应V(NO)＝ 0.015mol×2/3×22.4L·mol^－1＝0.224L＝224mL。

答案：224mL。