《氮族元素》常見(jiàn)命題陷阱專(zhuān)題

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1、《氮族元素》常見(jiàn)命題陷阱專(zhuān)題 一、2NO2N2O4 由于此可逆反應(yīng)的發(fā)生，通常實(shí)驗(yàn)測(cè)得的NO2的相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)大于46；相同條件下，體積比相同物質(zhì)的量的氣體體積要小等等。因此在涉及到NO2或N2O4有關(guān)計(jì)算中，一般要考慮該可逆反應(yīng)2NO2N2O4的存在對(duì)氣體物質(zhì)的量、體積、密度、壓強(qiáng)、相對(duì)分子質(zhì)量等有關(guān)量的影響。 【例題1】右圖為裝有活塞的密閉容器，內(nèi)盛22.4mL一氧化氮。若通入11.2mL氧氣（氣體體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定），保持溫度、壓強(qiáng)不變，則容器中氣體的密度 A.等于1.369g/L B.等于2.045g/L C.在1.369g/L和2.0

2、45g/L之間 D.大于2.045g/L 錯(cuò)解分析：忽視了2NO＋O2=NO2的反應(yīng)，就會(huì)錯(cuò)選A，忽視了2NO2N2O4的反應(yīng)，就會(huì)錯(cuò)選B。 解題思路：依據(jù)2NO＋O2=NO2，NO和O2恰好反應(yīng)生成NO2。若只有NO2生成，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度ρ==2.054g/L，但在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，存在下列反應(yīng)：2NO2N2O4，由ρ=，m一定，但V減小，故密度大于2.045g/L。 能力訓(xùn)練 二、酸性條件下NO3－的強(qiáng)氧化性 我們都知道，硝酸具有強(qiáng)氧化性，也可以說(shuō)NO3－在酸性溶液中具有強(qiáng)氧化性。此知識(shí)雖不難，但因?yàn)樵诿}時(shí)增加了隱含性，因此在解題時(shí)常因忽視了NO3－在酸性溶液中具有強(qiáng)氧化

3、性而不小心落入陷阱。 【例題1】在pH=1的溶液中，不能大量共存的離子組是 A.Al3＋、Ag＋、Cl－、NO3－ B.Mg2＋、NH4＋、NO3－、SO42－ C.Na＋、K＋、I－、NO3－ D.Zn2＋、Na＋、NO3－、SO42－ 解題思路：由于A組中Ag＋＋Cl－=AgCl↓，所以A是答案之一；考慮到在pH=1的情況下，NO3－有強(qiáng)氧化性，可把C組中的I－氧化，所以C也是答案，這往往易被漏掉。 【變式】某無(wú)色濃的強(qiáng)酸性溶液，可與金屬鎂反應(yīng)放出H2，則該溶液中一定含有Cu2＋、Ba2＋、H＋、Ag＋、SO42－、SO32－、HCO3－、OH－、NO3

4、－等離子中的哪些? 錯(cuò)解分析：忽視了NO3－在酸性溶液中具有強(qiáng)氧化性。 解題思路：由“無(wú)色”可排除Cu2＋，由“強(qiáng)酸性”可排除SO32－、HCO3－、OH－，由“放出H2”可排除NO3－，因?yàn)镠NO3與Mg反應(yīng)不產(chǎn)生H2。顯然，陰離子只有SO42－，既然有SO42－，則不能有Ba2＋，所以陽(yáng)離子只能是H＋。即該溶液中含有H＋和SO42－。 能力訓(xùn)練 1、（04-江蘇化學(xué)-12）溶液中存在較多的H＋、SO42—、NO3—，則該溶液中還可能大量存在的離子組是D A．Al3＋、CH3C00—、Cl— B．Mg2＋、Ba2＋、Br— C．Mg2＋、Cl—、I— D．Na＋、NH4＋、

5、Cl— 2、向稀硫酸中加入銅粉不發(fā)生反應(yīng)。若再加入某種鹽，則銅粉可以逐漸溶解。符合此條件的鹽是AD A．NaNO3 B．KCl C．ZnSO4 D．Fe2(SO4)3 3、往淺綠色的Fe(NO3)2溶液中，逐漸加入稀鹽酸時(shí)溶液的顏色變化是 A．變綠 B．加深 C．不變 D．變棕黃色 4、(98全國(guó)14)將鐵屑溶于過(guò)量鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會(huì)有三價(jià)鐵生成的是BC A．硫酸 B．氯水 C．硝酸鋅 D．氯化銅 5、向KNO3溶液中滴加少量濃鹽酸，然后分成等量的三份，第一份滴入淀粉碘化鉀溶液，溶液將變成 色；第二份加入小銅片，

6、反應(yīng)的離子方程式為 ；第三份滴加入少量的AgNO3溶液，將看到有 生成。 6、某溶液100mL，其中含硫酸0.03mol，硝酸0.04mol，若在該溶液中投入1.92g銅粉微熱，反應(yīng)后放出一氧化氮?dú)怏w約為A A．0.02mol B．0.01mol C．0.015mol D．無(wú)法計(jì)算 7、鐵和銅的混合物中加入不足量的硝酸，反應(yīng)后剩余金屬m1g；再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振蕩后，剩余金屬m2g，則m1、m2之間的關(guān)系是A A．m1一定大于m2 B．m1可能等于m2 C．m1一定等于m2 D．m1可能大于m2 8、有一硫酸

7、和硝酸的混合溶液，取出20mL，加入足量BaCl2溶液，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后得沉淀9.32g；濾液與4mol/L的苛性鈉溶液35mL恰好完全中和。試求： ⑴原混合溶液中硫酸和硝酸的物質(zhì)的量濃度。 ⑵另取20mL原溶液，加入3.2g銅粉共熱，生成氣體一氧化氮的體積。（標(biāo)況） 9、ag鐵粉放入含bmolHNO3的濃硝酸中，加熱充分反應(yīng)后，再加入稀硫酸，鐵粉恰好完全溶解，經(jīng)測(cè)定溶液中只含F(xiàn)e3+（一種金屬離子）和SO42-（一種酸根離子）。 ⑴寫(xiě)出反應(yīng)開(kāi)始時(shí)溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。

8、 。 ⑵寫(xiě)出加入硫酸后，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。 。 ⑶當(dāng)a：b=160：3時(shí)，求硝酸的還原產(chǎn)物和的物質(zhì)的量比。寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。 三、金屬（如銅）與一定量的濃HNO3反應(yīng) 硝酸具有強(qiáng)氧化性，幾乎能與所有的金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)。銅與濃硝酸反應(yīng)生成NO2，與稀硝酸反應(yīng)生成NO。但銅與一定量的濃硝酸反應(yīng)就隱含了一定條件（銅與一定量的濃HNO3反應(yīng)，開(kāi)始生成氣體的是NO2，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度不斷減小，生成氣體變?yōu)镹O，最終得到的氣體為NO2

9、和NO組成的混合氣體），因此學(xué)生在解題時(shí)常因忽視了Cu與稀HNO3的反應(yīng)而不小心落入陷阱。 另外像這種濃度不同產(chǎn)物也就不同的情況在中學(xué)還有幾種：①過(guò)量活潑金屬（如Zn）與少量濃H2SO4的反應(yīng)，開(kāi)始生成氣體的是SO2，后來(lái)生成氣體的是H2。②過(guò)量Cu與少量濃H2SO4的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃H2SO4變成稀H2SO4，Cu與稀H2SO4不再發(fā)生反應(yīng)。再如過(guò)量MnO2與少量濃鹽酸的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃鹽酸變成稀鹽酸，不再與MnO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 【例題1】38.4g銅跟適量濃硝酸反應(yīng)，銅全部作用后，共收集到氣體22.4L（標(biāo)況），求： ⑴反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量； ⑵還原產(chǎn)物NO

10、2和NO的物質(zhì)的量之比； ⑶Cu與HNO3恰好完全反應(yīng)，二者皆無(wú)剩余，欲求開(kāi)始生成NO時(shí)HNO3溶液的濃度，還缺少的條件是_______________________________（用必要的文字和字母b表示），開(kāi)始生成NO時(shí)HNO3溶液的濃度為_(kāi)__________________________（請(qǐng)寫(xiě)最后結(jié)果）。 解題思路：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸的濃度逐漸變小，產(chǎn)生的氣體可能是純凈的NO2，也可能是NO2和NO的混合物。 n(Cu)＝38.4g/64.0gmol－1＝0.6mol n(氣體)＝22.4L/22.4Lmol－1＝1.0mol 這樣，發(fā)生的反應(yīng)可能是下列①一個(gè)，也可能

11、是①②兩個(gè)： ①Cu ＋ 4HNO3(濃) == Cu(NO3)2 ＋ 2NO2↑ ＋ 2H2O ②3Cu ＋ 8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2 ＋ 2NO↑ ＋ 4H2O 于是，本題第一問(wèn)就有多種解法。 方法一（極值法）： ⑴若產(chǎn)生的氣體全部是NO2，由化學(xué)方程式①得： n(HNO3)=4n(Cu)＝0.6mol4＝2.4mol n(NO2)=2n(Cu)＝0.6mol2＝1.2mol V(NO2)=1.2mol22.4Lmol－1＝26.9L>22.4L 可見(jiàn)，氣體不全是NO2。 若產(chǎn)生的氣體全部是NO，由化學(xué)方程式②得： n(HNO3)=8/3n(Cu)＝

12、0.6mol（8/3）＝1.6mol n(NO)=2/3n(Cu)＝0.6mol(2/3)＝0.4mol V(NO2)=0.4mol22.4Lmol－1＝8.96L<22.4L 所以氣體是NO2和NO的混合物。 設(shè)生成的NO2為xmol，NO為ymol，則 Cu ＋ 4HNO3(濃) == Cu(NO3)2 ＋ 2NO2↑ ＋ 2H2O x/2 2x x 3Cu ＋ 8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2 ＋ 2NO↑ ＋ 4H2O 3y/2 4y y 解得 所以反應(yīng)消耗n

13、(HNO3)=2x＋4y=20.9mol＋40.1mol＝2.2mol ⑵n(NO2)：n(NO)＝0.9mol：0.1mol＝9：1 ⑶由上面可知： n(NO2)＝0.9mol，n(NO)＝0.1mol 生成NO時(shí)消耗HNO3的物質(zhì)的量可以求出： 8HNO3 (稀)－－－－－－2NO↑ 8 2 n(HNO3) 0.1mol n(HNO3)=0.4mol 欲求0.4molHNO3的濃度，須知HNO3溶液的體積－－－－－b： c(HNO3)=0.4mol/b 答案：⑴2.2mol ⑵9:1 ⑶開(kāi)始生成NO時(shí)HNO3溶液的體積b

14、0.4mol/b 方法二（守恒法）： ⑴根據(jù)反應(yīng)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） ＝0.6mol2＋1.0mol ＝2.2mol ⑵設(shè)生成的NO2為xmol，NO為ymol，則 解得 所以n(NO2)：n(NO)＝0.9mol：0.1mol＝9：1 ⑶與方法一相同。 方法三（寫(xiě)總化學(xué)方程式法）： ⑴設(shè)生成NO2的物質(zhì)的量為x，則題設(shè)條件下的總

15、化學(xué)反應(yīng)為： 0.6Cu ＋ 2.2HNO3 == 0.6Cu(NO3)2 ＋ xNO2↑ ＋ (1－x)NO↑ ＋ 1.1H2O 先寫(xiě)出反應(yīng)物和生成物以及Cu、NO2和NO的化學(xué)計(jì)量數(shù)，再根據(jù)Cu原子守恒和N原子守恒得出Cu(NO3)2和HNO3的化學(xué)計(jì)量數(shù)，H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)可根據(jù)H原子守恒而得出（因與結(jié)果無(wú)關(guān)也可不算出）。根據(jù)方程式可知，參與反應(yīng)的HNO3物質(zhì)的量為2.2mol。 ⑵根據(jù)O原子守恒得： 2.23＝0.632＋2x＋(1－x)＋1.1 解得x＝0.9 所以n(NO2)：n(NO)＝0.9mol：(1－0.1)mol＝9：1 ⑶與方法一相同。 方法四（平均分子式

16、法）： ⑴設(shè)HNO3還原產(chǎn)物的平均分子式為NOx，則： n(Cu)：n(NOx)=0.6mol：1.0mol=3：5 Cu和HNO3的總反應(yīng)方程式為： 3Cu ＋ 11HNO3 == 3Cu(NO3)2 ＋ 5NOx↑ ＋ 5.5H2O 先寫(xiě)出反應(yīng)物和生成物以及Cu、NOx的化學(xué)計(jì)量數(shù)3和5，再根據(jù)Cu原子守恒和N原子守恒分別得出Cu(NO3)2、HNO3和H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)3、11和5.5，則： n(HNO3)＝11/3n(Cu)=0.6mol(11/3)=2.2mol ⑵根據(jù)O原子守恒得：33＝18＋5x＋5.5 x=1.9 即NOx為NO1.9。用十字交叉法： N

17、O2：2 0.9 1.9 NO：1 0.1 n(NO2)：n(NO)＝9：1 ⑶與方法一相同。 答案：⑴2.2mol ⑵9:1 ⑶開(kāi)始生成NO時(shí)HNO3溶液的體積b 0.4mol/b 【例題2】（04-天津理綜-29）將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。請(qǐng)回答： ⑴NO的體積為 L，NO2的體積為 L。 ⑵待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液加入VmLamol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部轉(zhuǎn)

18、化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為 mol/L。 ⑶欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，至少需要30%的雙氧水 g。 解題思路：本題主要應(yīng)用反應(yīng)過(guò)程中電子守恒和元素守恒來(lái)解決。 ⑴V(NO)+ V(NO2)=11.2L ① 3+1=2（電子守恒） ② ①②解得：V(NO)=5.8L V(NO2)=5.4L ⑵分析但元素的守恒：N最終以NO、NO2混合氣體及NaNO3形式存在。 因此，c（HNO3）== ⑶依據(jù)電子守恒：NO、NO2混合氣體被H2

19、O2氧化為NO3－的過(guò)程中，NO、NO2失去電子數(shù)等于H2O2（O由-1價(jià)變?yōu)?2價(jià)）得到電子數(shù)。由此列出： 3+1=2 可得：m(H2O2)=57.8g 答案：⑴5.8 5.4 ⑵ ⑶57.8 能力訓(xùn)練 1、向50ml 18molL－1H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應(yīng)后，被還原H2SO4的物質(zhì)的量A A.小于0.45mol B.等于0.45mol C.在0.45mol和0.9mol之間 D.大于0.9mol 2、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將1.92g銅粉投入一定量濃硝酸中，隨著銅粉的溶解，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成

20、的混合氣體1.12L，則混合氣體中NO的體積為A A.112mL B. 1008mL C. 224mL D. 448mL 3、6.4g銅與8mol/L硝酸60mL充分反應(yīng)后，硝酸的還原產(chǎn)物有NO、NO2，反應(yīng)后溶液中所含H+為n mol，此時(shí)溶液中所含NO3-的物質(zhì)的量為C A.0.28mol B. 0.31mol C. (n+0.2)mol D. (n+0.4)mol 4、1.92g銅粉投入一定量的濃硝酸中，銅粉完全溶解，生成的氣體顏色越來(lái)越淺，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下672mL氣體，將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的O2，恰好

21、使氣體完全溶于水，則通入O2的體積為C A.168mL B. 224mL C. 336mL D. 504mL 5、14.0g銅銀合金與足量某濃度的硝酸反應(yīng)，將放出的氣體與1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氧氣混合，通入水中恰好完全吸收，則合金中銅的質(zhì)量為C A.9.6g B.6.4g C.3.2g D.1.6g 6、（02-上?；瘜W(xué)-22）0.03mol銅完全溶于硝酸，產(chǎn)生氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合氣體共0.05mol。該混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量可能是BC A.30 B.46 C.50 D.66 7、使一定量Zn與100m

22、l 18.5molL－1濃H2SO4充分反應(yīng)，Zn完全溶解，同時(shí)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體33.6L。將反應(yīng)后溶液稀釋?zhuān)瑴y(cè)得其PH＝1.0。求： ⑴生成氣體的成分及體積（假設(shè)濃H2SO4與Zn反應(yīng)還原產(chǎn)物只生成SO2）； ⑵Zn的質(zhì)量； ⑶開(kāi)始生成H2時(shí)H2SO4的濃度（假設(shè)溶液體積無(wú)變化）。 8、（94-上海-40）為了測(cè)定某銅銀合金的成份，將30.0g合金溶于80ml13.5mol/L的濃硝酸中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），并測(cè)得溶液PH=0。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80ml，試計(jì)算： ⑴被還原的硝酸的物質(zhì)的量。 ⑵合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 9、將8.6g的銅銀合

23、金完全溶于濃HNO3，若反應(yīng)中HNO3的還原產(chǎn)物只有NO2和N2O4，且它們的體積均為1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則該銅銀合金中銅和銀的質(zhì)量分別為多少？ 參考答案 一、 二、1、D 2、AD 3、D 4、BC 5、解析：酸性條件下NO3-具有強(qiáng)氧化性，能將I-氧化成I2，能將Cu氧化成，并產(chǎn)生NO氣體，溶液中的Cl-和Ag+作用生成白色AgCl沉淀。 答案：藍(lán)；3Cu + 8H++ 2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；白色沉淀。 6、解析：對(duì)于本題分析，有不少同學(xué)可能認(rèn)為1.92gCu（即0.03mol）與0.04mol硝酸反應(yīng)，Cu過(guò)量，按不足量HN

24、O3計(jì)算，應(yīng)生成NO氣體0.01mol，選B。這是一種錯(cuò)誤的想法，忽視了生成的Cu(NO3)2、H2SO4和剩余的Cu之間還可以繼續(xù)反應(yīng)生成NO氣體0.01mol。因此正確選項(xiàng)是A。當(dāng)然這樣分步推算啰嗦而易出錯(cuò)，我們應(yīng)從整體出發(fā)，分析實(shí)際參與反應(yīng)的微粒（考慮到離子），混合酸中含有的微粒是H+、NO3-、SO42-、，當(dāng)投入Cu時(shí)，3Cu + 8H++ 2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，求出Cu、H+、NO3-的物質(zhì)的量，按不足量的微粒計(jì)算，求出生成的NO氣體。 答案：A 7、解析：題目中已指出HNO3不足量，反應(yīng)后剩余金屬，可知Cu或Cu和Fe的混合物有剩余，到此，有同學(xué)就會(huì)認(rèn)為

25、，再向其中加入稀硫酸時(shí)，剩余金屬能不能繼續(xù)溶解就該分兩種情況：①只余Cu，則不能溶解；②Cu和Fe均剩余，則Fe會(huì)溶解，這樣就會(huì)達(dá)到答案m2≤m1，即BD。事實(shí)上這是錯(cuò)誤的想法，忽視了HNO3在與金屬作用時(shí)表現(xiàn)得兩個(gè)性質(zhì)：氧化性和酸性，在表現(xiàn)酸性時(shí)，只消耗H+而未消耗NO3-，所以再補(bǔ)充進(jìn)去H+時(shí)，溶液中相當(dāng)于又有HNO3，無(wú)論是只余Cu還是余Cu和Fe的混合物，金屬都會(huì)繼續(xù)溶解，即m1一定大于m2，選A。 答案：A 8、解析：⑴設(shè)原混合溶液中含硫酸和硝酸的物質(zhì)的量分別為x、y，則 解得 所以，C(H2SO4)==2mol/L C(HNO3)==3mol/L ⑵由題意知

26、，n(Cu)= =0.05mol，n(H+)=0.14mol，n(NO3-)=0.06mol，故由3Cu + 8H++ 2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O可得，Cu為不足量，生成的NO氣體的體積為 V(NO)=0.05mol22.4L/mol=0.75L 9、答案：⑴Fe+4 HNO3(濃) Fe(NO3)2+2NO2↑+2 H2O ⑵Fe+ 4H+ + NO3- = Fe3++ NO↑+2 H2O 3Fe2++ 4H+ + NO3- = 3Fe3++ NO↑+2 H2O ⑶1：13 三、1、A 2、解析：利用電子守恒可得： 2=n(NO)3+n(

27、NO2)1 n(NO)+n(NO2)= 解得n(NO)=0.005mol 答案：A 3、解析：反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)為Cu(NO3)2和HNO3，所以 n(NO3-)=2 n(Cu2+)+ n(H+)=2+n mol= (n+0.2)mol 答案：C 4、解析：此題中由電子守恒可知：Cu失去電子生成672mL氣體，而這些氣體由失去電子被O2，即Cu與O2遵循電子守恒： 2=4，解得V=0.336L，C項(xiàng)正確。 答案：C 5、C 6、BC 7、⑴生成SO26.7L，生成H226.9L；⑵97.5g；⑶12.5molL－1。 8、解析：⑴6.72L氣體是NO和N

28、O2的混合氣體，在這一氧化還原反應(yīng)中，被還原的HNO3的物質(zhì)的量＝0.3mol ⑵反應(yīng)后PH＝0，余下的HNO3為1mol/L，參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量13.50.08－10.08＝1mol 解一：設(shè)合金中的Ag為xg，AgNO3為mol，Cu為（30－x）g，Cu(NO3)2為mol根據(jù)NO3－守恒得：＋2＝1－0.3 x=10.8g 銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100％＝36％ 解二：設(shè)合金中的Ag為xmol，Cu為ymol 解得 銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100％＝36％ 9、解析：此題由電子守恒和總質(zhì)量可以進(jìn)行計(jì)算，用物質(zhì)的量列方程較方便。 設(shè)合金中Cu為xmol，Ag為ymol，則 解得 所以m(Cu)=0.05mol64g/mol=3.2g m(Ag)=0.05mol108g/mol=5.4g或m(Ag)=8.6g-3.2g=5.4g 8