高考化学计算解题策略：铜与硝酸反应

时间：2022-12-09 05:24:31 高考化学我要投稿

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高考化学计算解题策略：铜与硝酸反应

　　选用合适的方法解计算题，不但可以缩短解题的时间，还有助于减小计算过程中的运算量，尽可能地降低运算过程中出错的机会。例如下题，有两种不同的解法，相比之下，不难看出选取合适方法的重要性：

高考化学计算解题策略：铜与硝酸反应

　　例1、 30 mL一定浓度的硝酸溶液与5.12克铜片反应，当铜片全部反应完毕后，共收集到气体2.24升(S.T.P)，则该硝酸溶液的物质的量浓度至少为( )

　　A.9 mol/L B.8 mol/L C.5 mol/L D.10 mol/L

　　【解析】解法一：因为题目中无指明硝酸是浓或稀，所以产物不能确定，根据铜与硝酸反应的两个方程式：

　　(1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

　　(2)Cu+4HNO3 (浓)=Cu(NO3) 2+2NO2↑+2H2O

　　可以设参与反应(1)的Cu为x mol，则反应生成的NO气体为2/3xmol，反应消耗的硝酸为8/3x mol，再设参与反应(2)的Cu为y mol，则反应生成的NO2气体为2y mol，反应消耗的硝酸为4ymol，从而可以列出方程组： (x+y)×64=5.12，[(2/3)x+2y]×22.4=2.24，求得x=0.045mol，y=0.035mol，则所耗硝酸为8/3x+4y=0.26mol，其浓度为(0.26/0.03)mol/L，在8-9之间，只能选A.

　　解法二：根据质量守恒定律，由于铜片只与硝酸完全反应生成Cu2+，则产物应为硝酸铜，且其物质的量与原来的铜片一样，均为5.12/64=0.08摩，从产物的化学式Cu(NO3)2可以看出，参与复分解反应提供NO3-的HNO3有2×0.08=0.16摩;而反应的气态产物，无论是NO还是NO2，每一个分子都含有一个N原子，则气体分子总数就相当于参与氧化还原反应的HNO3的摩尔数，所以每消耗一摩HNO3都产生22.4L气体(可以是NO或NO2甚至是两者的混合物)，现有气体2.24L，即有0.1摩HNO3参与了氧化还原反应，故所耗硝酸为0.16+0.1=0.26摩，其浓度为(0.26/0.03)mol/L，在8-9之间，只能选A

　　【点评】从以上两种方法可以看出，本题是选择题，只要求出结果便可，不论方式及解题规范，而此题的关键之处在于能否熟练应用质量守恒定律，第二种方法运用了守恒法，所以运算量要少得多，也不需要先将化学方程式列出，配平，从而大大缩短了解题时间，更避免了因不知按哪一个方程式来求硝酸所导致的恐慌。

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