氮族元素常見命題陷阱專題一、2NO2N2O4由于此可逆反應(yīng)的發(fā)生，通常實驗測得的NO2的相對分子質(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)計算中，一般要考慮該可逆反應(yīng)2NO2N2O4的存在對氣體物質(zhì)的量、體積、密度、壓強、相對分子質(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（氣體體積均在標準狀況下測定），保持溫度、壓強不變，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2.045g/L之間 D.大于2.045g/L錯解分析：忽視了2NOO2=NO2的反應(yīng)，就會錯選A，忽視了2NO2N2O4的反應(yīng)，就會錯選B。解題思路：依據(jù)2NOO2=NO2，NO和O2恰好反應(yīng)生成NO2。若只有NO2生成，在標準狀況下密度=2.054g/L，但在標準狀況下，存在下列反應(yīng)：2NO2N2O4，由=，m一定，但V減小，故密度大于2.045g/L。能力訓練二、酸性條件下NO3的強氧化性我們都知道，硝酸具有強氧化性，也可以說NO3在酸性溶液中具有強氧化性。此知識雖不難，但因為在命題時增加了隱含性，因此在解題時常因忽視了NO3在酸性溶液中具有強氧化性而不小心落入陷阱?！纠}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、SO42C.Na、K、I、NO3 D.Zn2、Na、NO3、SO42解題思路：由于A組中AgCl=AgCl，所以A是答案之一；考慮到在pH=1的情況下，NO3有強氧化性，可把C組中的I氧化，所以C也是答案，這往往易被漏掉?！咀兪健磕碂o色濃的強酸性溶液，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等離子中的哪些?錯解分析：忽視了NO3在酸性溶液中具有強氧化性。解題思路：由“無色”可排除Cu2，由“強酸性”可排除SO32、HCO3、OH，由“放出H2”可排除NO3，因為HNO3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，所以陽離子只能是H。即該溶液中含有H和SO42。能力訓練1、（04-江蘇化學-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DAAl3、CH3C00、Cl BMg2、Ba2、Br CMg2、Cl、I DNa、NH4、Cl2、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ADANaNO3 BKCl CZnSO4 DFe2(SO4)3 3、往淺綠色的Fe(NO3)2溶液中，逐漸加入稀鹽酸時溶液的顏色變化是A變綠 B加深 C不變 D變棕黃色4、(98全國14)將鐵屑溶于過量鹽酸后，再加入下列物質(zhì)，會有三價鐵生成的是BCA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，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)后放出一氧化氮氣體約為AA0.02molB0.01molC0.015molD無法計算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AAm1一定大于m2 Bm1可能等于m2 Cm1一定等于m2 Dm1可能大于m28、有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出20mL，加入足量BaCl2溶液，經(jīng)過濾、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：原混合溶液中硫酸和硝酸的物質(zhì)的量濃度。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)測定溶液中只含F(xiàn)e3+（一種金屬離子）和SO42-（一種酸根離子）。寫出反應(yīng)開始時溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式。 。寫出加入硫酸后，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。 。當a：b=160：3時，求硝酸的還原產(chǎn)物和的物質(zhì)的量比。寫出計算過程。三、金屬（如銅）與一定量的濃HNO3反應(yīng)硝酸具有強氧化性，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)，開始生成氣體的是NO2，隨著反應(yīng)的進行，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和NO組成的混合氣體），因此學生在解題時常因忽視了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還有幾種：過量活潑金屬（如Zn）與少量濃H2SO4的反應(yīng)，開始生成氣體的是SO2，后來生成氣體的是H2。過量Cu與少量濃H2SO4的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，濃H2SO4變成稀H2SO4，Cu與稀H2SO4不再發(fā)生反應(yīng)。再如過量MnO2與少量濃鹽酸的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，濃鹽酸變成稀鹽酸，不再與MnO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)?！纠}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（標況），求：反應(yīng)消耗硝酸的物質(zhì)的量；還原產(chǎn)物NO2和NO的物質(zhì)的量之比；Cu與HNO3恰好完全反應(yīng)，二者皆無剩余，欲求開始生成NO時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），開始生成NO時HNO3溶液的濃度為_（請寫最后結(jié)果）。解題思路：隨著反應(yīng)的進行，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/64.0gmol10.6moln(氣體)22.4L/22.4Lmol11.0mol這樣，發(fā)生的反應(yīng)可能是下列一個，也可能是兩個：Cu 4HNO3(濃) = Cu(NO3)2 2NO2 2H2O3Cu 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 2NO 4H2O于是，本題第一問就有多種解法。方法一（極值法）：若產(chǎn)生的氣體全部是NO2，由化學方程式得：n(HNO3)=4n(Cu)0.6mol42.4moln(NO2)=2n(Cu)0.6mol21.2molV(NO2)=1.2mol22.4Lmol126.9L>22.4L可見，氣體不全是NO2。若產(chǎn)生的氣體全部是NO，由化學方程式得：n(HNO3)=8/3n(Cu)0.6mol（8/3）1.6moln(NO)=2/3n(Cu)0.6mol(2/3)0.4molV(NO2)=0.4mol22.4Lmol18.96L<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 2H2Ox/2 2x x3Cu 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 2NO 4H2O3y/2 4y y 解得所以反應(yīng)消耗n(HNO3)=2x4y=20.9mol40.1mol2.2moln(NO2)：n(NO)0.9mol：0.1mol9：1由上面可知：n(NO2)0.9mol，n(NO)0.1mol生成NO時消耗HNO3的物質(zhì)的量可以求出：8HNO3 (稀)2NO8 2n(HNO3) 0.1moln(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：2.2mol 9:1 開始生成NO時HNO3溶液的體積b 0.4mol/b方法二（守恒法）：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)2n(NO2)n(NO) （N原子守恒） n(Cu)2n(NO2)n(NO) （Cu原子守恒） 0.6mol21.0mol 2.2mol設(shè)生成的NO2為xmol，NO為ymol，則 解得所以n(NO2)：n(NO)0.9mol：0.1mol9：1與方法一相同。方法三（寫總化學方程式法）：設(shè)生成NO2的物質(zhì)的量為x，則題設(shè)條件下的總化學反應(yīng)為：0.6Cu 2.2HNO3 = 0.6Cu(NO3)2 xNO2 (1x)NO 1.1H2O先寫出反應(yīng)物和生成物以及Cu、NO2和NO的化學計量數(shù)，再根據(jù)Cu原子守恒和N原子守恒得出Cu(NO3)2和HNO3的化學計量數(shù)，H2O的化學計量數(shù)可根據(jù)H原子守恒而得出（因與結(jié)果無關(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。根據(jù)O原子守恒得：2.230.6322x(1x)1.1 解得x0.9所以n(NO2)：n(NO)0.9mol：(10.1)mol9：1與方法一相同。方法四（平均分子式法）：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=3：5Cu和HNO3的總反應(yīng)方程式為：3Cu 11HNO3 = 3Cu(NO3)2 5NOx 5.5H2O先寫出反應(yīng)物和生成物以及Cu、NOx的化學計量數(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的化學計量數(shù)3、11和5.5，則：n(HNO3)11/3n(Cu)=0.6mol(11/3)=2.2mol根據(jù)O原子守恒得：33185x5.5 x=1.9即NOx為NO1.9。用十字交叉法：NO2：2 0.9 1.9NO：1 0.1n(NO2)：n(NO)9：1與方法一相同。答案：2.2mol 9:1 開始生成NO時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混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L。請回答：NO的體積為 L，NO2的體積為 L。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)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為 mol/L。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)過程中電子守恒和元素守恒來解決。V(NO)+ V(NO2)=11.2L 3+1=2（電子守恒） 解得：V(NO)=5.8L V(NO2)=5.4L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）=依據(jù)電子守恒：NO、NO2混合氣體被H2O2氧化為NO3的過程中，NO、NO2失去電子數(shù)等于H2O2（O由-1價變?yōu)?2價）得到電子數(shù)。由此列出：3+1=2可得：m(H2O2)=57.8g答案：5.8 5.4 57.8能力訓練1、向50ml 18molL1H2SO4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AA.小于0.45mol B.等于0.45mol C.在0.45mol和0.9mol之間 D.大于0.9mol2、在標準狀況下，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，當銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12L，則混合氣體中NO的體積為AA.112mL B. 1008mL C. 224mL D. 448mL3、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，此時溶液中所含NO3-的物質(zhì)的量為CA.0.28mol B. 0.31mol C. (n+0.2)mol D. (n+0.4)mol4、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越淺，共收集到標準狀況下672mL氣體，將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標準狀況下一定體積的O2，恰好使氣體完全溶于水，則通入O2的體積為CA.168mL B. 224mL C. 336mL D. 504mL5、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（標準狀況）氧氣混合，通入水中恰好完全吸收，則合金中銅的質(zhì)量為CA.9.6g B.6.4g C.3.2g D.1.6g6、（02-上?；瘜W-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分子質(zhì)量可能是BCA.30 B.46 C.50 D.667、使一定量Zn與100ml 18.5molL1濃H2SO4充分反應(yīng)，Zn完全溶解，同時生成標準狀況下氣體33.6L。將反應(yīng)后溶液稀釋，測得其PH1.0。求：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）；Zn的質(zhì)量；開始生成H2時H2SO4的濃度（假設(shè)溶液體積無變化）。8、（94-上海-40）為了測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（標準狀況），并測得溶液PH=0。假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80ml，試計算：被還原的硝酸的物質(zhì)的量。合金中銀的質(zhì)量分數(shù)。9、將8.6g的銅銀合金完全溶于濃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（標準狀況），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；3Cu + 8H+ 2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O；白色沉淀。6、解析：對于本題分析，有不少同學可能認為1.92gCu（即0.03mol）與0.04mol硝酸反應(yīng)，Cu過量，按不足量HNO3計算，應(yīng)生成NO氣體0.01mol，選B。這是一種錯誤的想法，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。因此正確選項是A。當然這樣分步推算啰嗦而易出錯，我們應(yīng)從整體出發(fā)，分析實際參與反應(yīng)的微粒（考慮到離子），混合酸中含有的微粒是H+、NO3-、SO42-、，當投入Cu時，3Cu + 8H+ 2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O，求出Cu、H+、NO3-的物質(zhì)的量，按不足量的微粒計算，求出生成的NO氣體。答案：A7、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，有同學就會認為，再向其中加入稀硫酸時，剩余金屬能不能繼續(xù)溶解就該分兩種情況：只余Cu，則不能溶解；Cu和Fe均剩余，則Fe會溶解，這樣就會達到答案m2m1，即BD。事實上這是錯誤的想法，忽視了HNO3在與金屬作用時表現(xiàn)得兩個性質(zhì)：氧化性和酸性，在表現(xiàn)酸性時，只消耗H+而未消耗NO3-，所以再補充進去H+時，溶液中相當于又有HNO3，無論是只余Cu還是余Cu和Fe的混合物，金屬都會繼續(xù)溶解，即m1一定大于m2，選A。答案：A8、解析：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由題意知，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=0.75L9、答案：Fe+4 HNO3(濃) Fe(NO3)2+2NO2+2 H2OFe+ 4H+ + NO3- = Fe3+ NO+2 H2O 3Fe2+ 4H+ + NO3- = 3Fe3+ NO+2 H2O1：13三、1、A 2、解析：利用電子守恒可得： 2=n(NO)3+n(NO2)1n(NO)+n(NO2)= 解得n(NO)=0.005mol答案：A3、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項正確。答案：C 5、C6、BC7、生成SO26.7L，生成H226.9L；97.5g；12.5molL1。 8、解析：6.72L氣體是NO和NO2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反應(yīng)后PH0，余下的HNO3為1mol/L，參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量13.50.0810.081mol解一：設(shè)合金中的Ag為xg，AgNO3為mol，Cu為（30x）g，Cu(NO3)2為mol根據(jù)NO3守恒得：210.3 x=10.8g銀的質(zhì)量分數(shù)為10036解二：設(shè)合金中的Ag為xmol，Cu為ymol 解得銀的質(zhì)量分數(shù)為100369、解析：此題由電子守恒和總質(zhì)量可以進行計算，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=3.2gm(Ag)=0.05mol108g/mol=5.4g或m(Ag)=8.6g-3.2g=5.4g8