例析硝酸根离子氧化性的隐蔽性
张朝利  2010-05-26
 硝酸根离子在酸性溶液中显示氧化性这一知识点既是学生学习中的重点、难点,也是重要的考点,在做题中稍加疏忽,就会陷入命题者设置的陷阱中,故同学们在做题过程中应特别注意。现举常见的习题说明。以引起同学们高度警惕。
例1 .在铁与铜的混合物中,加入一定量的稀硝酸微热充分反应后,剩余金属a g,再向其中加入一定量的稀HCl微热并充分振荡后剩余金属b g,则  (    )
A.a可能等于b      B.a一定等于b     C.a可能大于b      D.a一定大于b
    解析:硝酸和金属的反应重硝酸分两部分,一为体现酸性生成硝酸盐,二为作氧化剂被还原。根据题意加入的稀硝酸已经消耗完,反应后的溶液为硝酸铁和硝酸铜的混合溶液,此时再加入一定量的盐酸,提供了H+,故成盐的那部分“NO3-”就成为强的氧化剂,剩余的ag金属不论是铁和铜的混合物还是铜,都将继续被氧化而消耗,故a一定大于b。
例2.某溶液加入金属铝能放出氢气,下列各组离子在该溶液中一定可以大量共存的是(   )
   A.Al3+、NH4+、Cl-、SO42-           B.Na+、Cl-、SO42-、HCO3-
   C.Na+、Cl-、K+、NO3-               D.K+、Na+、Cl-、SO42-
    解析:该题目为离子共存问题,暗中又隐含着对NO3-在酸性溶液中的强氧化性的考查。根据题意可知溶液可能为酸性溶液也可能为强碱性溶液。在该溶液中一定可大量共存的离子组必为在酸性溶液和碱性溶液中均可共存且又符合题意。A组:Al3+在碱性溶液中不能存在。B组:HCO3-在酸性溶液和碱性溶液中均不能存在。C组:在酸性溶液和碱性溶液中均可共存,但在酸性条件下NO3-具有强氧化性,加入铝不会产生H2,不符合题意,故正确选项只能为D。
例3。向硝酸钠溶液中加入铜粉不反应,若再加入某种盐,则铜粉可以溶解,可以加入的盐是(     )
   A.Fe(NO3)3     B.ZnSO4   C.NaHCO3      D.NaHSO4
    解析:硝酸钠溶液为中性,在中性溶液中NO3-无氧化性不能溶解铜粉,加入Fe(NO3)3  ,Fe3+具有很强的氧化性,可以氧化铜使其溶解。加入NaHSO4,NaHSO4电离出H+,从而使溶液具有酸性,此时NO3-具有了强的氧化性氧化溶解铜粉。所以正确选项为A、D。
例4:在10 mL 4mol/L的硫酸和2mol/L的硝酸的混合溶液中加入0.96g铜粉,充分反应后,最多收集到标准状况下的气体体积为(  )
  A.89.6mL    B.112 mL      C.168 mL       D.224 mL
解析:根据题意可知硝酸应为稀硝酸,因此还原产物应为NO气体,且反应的实质是在酸性条件下NO3-氧化铜粉,应根据离子方程式进行计算。但三种反应物的量都有,存在过量问题。首先应该判断谁过量:n(Cu)=0.96g/64g.moL-1=0.015moL
                        n(NO3-)=2mol/L×0.01L=0.02mol
                        n(H+)=4mol/L×0.01L+2mol/L×0.01L=0.1mol
 若铜完全反应,则:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
消耗n(H+)=8/3×0.015mol=0.04mol   消耗NO3-:n(NO3-)=2/3×0.015mol=0.01mol显然铜不足量,所以V(NO)=22400mL.mol×2/3×0.015mol=224Ml,故正确选项为D。
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