高三化学备考学案（11）—浓度不同产物异VIP专享VIP免费

化学备考学案31种解题方法让你考试无忧（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。30g铜、银合金与80mL13.5mol·L－1的HNO3溶液反应。合金全部溶解，放出气体6.72L(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]38.4mg铜跟适量浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL(标准状况)，反应消耗HNO3的物质的量可能是A.1.00×10－3molB.1.60×10－3molC.2.20×10－3molD.2.40×10－3mol(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)=38.4mg÷64.0g·mol－1=0.600mmoln(g)=22.4mL÷22.4L·mol－1=1.00mmol这样，发生的反应可能是下列①一个，也可能是①②两个：①Cu＋4HNO3(浓)====Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O②3Cu＋8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O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①得：n(HNO3)=4n(Cu)=0.600mmol×4=2.40mmoln(NO2)=2n(Cu)=0.600mmol×2=1.20mmolV(NO2)=1.20mmol×22.4L·mol－1=26.9mL＞22.4mL可见，气体不全是NO2。若产生的气体全部是NO，由化学方程式②得：n(HNO3)=8/3n(Cu)=0.600mmol×8/3=1.60mmoln(NO)=2/3n(Cu)=0.600mmol×2/3=0.400mmolV(NO2)=0.400mmol×22.4L·mol－1=8.96mL＜22.4mL由于气体是NO2和NO的混合物，8.96mL＜V(g)＜26.9mL，所以1.60mmol＜n(HNO3)＜2.40mmol，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)=n[Cu(NO3)2]×2＋n(NO2)＋n(NO)(N原子守恒)=n(Cu)×2＋n(NO2)＋n(NO)(Cu原子守恒)=0.600mmol×2＋1.00mmol=2.20mmol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：0.6Cu＋2.2HNO3====0.6Cu(NO3)2＋xNO2↑＋(1－x)NO↑＋1.1H2O先写出反应物和生成物以及Cu、NO2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，H2O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2.20mmol。方法4(平均分子式法)：设HNO3还原产物的平均分子式为NOx，则：n(Cu)∶n(NOx)=0.600mmol∶1.00mmol=3∶5Cu与HNO3的总反应方程式为：3Cu＋11HNO3====3Cu(NO3)2＋5NOx↑＋？H2O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，H2O的化学计量数因与结果无关可不算出，则：n(HNO3)=11/3n(Cu)=0.600mmol×11/3=2.20mmol答案：C变式1：去掉备选项，将问题改为：求还原产物NO2和NO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：3Cu＋11HNO3====3Cu(NO3)2＋5NOx＋5.5H2O根据O原子守恒得：33=18＋5x＋5.5x=1.9即NOx为NO1.9。用十字交叉法：V(NO2)∶V(NO)=9∶1答案：9∶1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)=1.00mmol×=0.900mmolV(NO)=0.100mmol生成NO消耗HNO3的物质的量可求：8HNO3(稀)~2NO↑82n(HNO3)0.100mmoln(HNO3)=0.400mmol欲求0.400mmolHNO3的浓度，须知HNO3(aq)的体积——b：c(HNO3)=答案：开始生成NO时HNO3(aq)的体积b4.00×10－4mol/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，①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...