Question

某金屬硝酸鹽受熱分解的產(chǎn)物為不含N元素的固體物質(zhì)和NO₂、O₂氣體．
（1）該金屬硝酸鹽受熱分解后，若產(chǎn)生NO₂和O₂的物質(zhì)的量之比為6：1，則金屬元素的價(jià)態(tài)在反應(yīng)過(guò)程中

 

（選填“升高”、“降低”或“不變”）．
（2）該金屬硝酸鹽受熱分解后，產(chǎn)生NO₂和O₂的物質(zhì)的量之比的最小值是

 

．
（3）現(xiàn)取mg Cu（NO₃）₂不含水的晶體，強(qiáng)熱使其分解，得到NO₂、O₂ 和ng固體．將氣體用水充分吸收后，結(jié)果還有氣體剩余，同時(shí)得到500mL溶液．則殘留固體的成分可能是

 

（用化學(xué)式表示）；所得溶液的物質(zhì)的量濃度是

 

（用含m的代數(shù)式表示）．
（4）若m=3.76、n=1.52，試通過(guò)計(jì)算確定殘留固體的成分和質(zhì)量．

Answer 1

考點(diǎn)：含氮物質(zhì)的綜合應(yīng)用,氧化還原反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）某金屬的硝酸鹽受熱分解生成NO₂、O₂，氮元素化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，氧元素化合價(jià)由-2價(jià)升高為0價(jià)，根據(jù)NO₂和 O₂的物質(zhì)的量之比為6：1，計(jì)算氮原子得到的電子、氧原子失去的電子，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，判斷金屬元素化合價(jià)變化；
（2）依據(jù)硝酸銀分解規(guī)律分析，金屬變化為單質(zhì)時(shí)產(chǎn)生NO₂和O₂的物質(zhì)的量之比的最小；
（3）NO₂、O₂通入水中發(fā)生4NO₂+O₂+2H₂O=HNO₃，如二者恰好反應(yīng)，則生成固體為CuO，氣體剩余，應(yīng)為氧氣，由元素化合價(jià)升降總數(shù)相等可知，Cu元素化合價(jià)降低，還應(yīng)生成Cu₂O，N元素全被以NO₂氣體生成，結(jié)合N元素守恒計(jì)算濃度；
（4）從質(zhì)量守恒的角度列式計(jì)算．

解答： 解：（1）某金屬的硝酸鹽受熱分解生成NO₂、O₂，氮元素化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，氧元素化合價(jià)由-2價(jià)升高為0價(jià)，生成的二氧化氮和氧氣的物質(zhì)的量之比為6：1，
令NO₂和 O₂的物質(zhì)的量分別為6mol、1mol，氮原子得到的電子物質(zhì)的量為6mol×（5-4）=6mol，氧原子失去的電子為1mol×2×[0-（-2）]=4mol，
氧化還原反應(yīng)中，得失電子數(shù)目應(yīng)相等，則金屬化合價(jià)應(yīng)升高，失電子被氧化，
故答案為：升高；
（2）按均屬活動(dòng)順序表活潑金屬（K-Na）生成亞硝酸鹽和O₂：2NaNO₃=2NaNO₂+O₂較活潑金屬 （Mg-Cu） 生成金屬氧化物、NO₂、O₂：2Cu（NO₃）₂=2CuO+4NO₂ +O₂惰性金屬（Cu之后的）生成金屬單質(zhì)、NO₂、O₂：2AgNO₃=2Ag+2NO₂+O₂ ；
某金屬的硝酸鹽受熱分解生成NO₂、O₂，氮元素化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，氧元素化合價(jià)由-2價(jià)升高為0價(jià)，金屬化合價(jià)降低越多產(chǎn)生NO₂和O₂的物質(zhì)的量之比越小，生成單質(zhì)金屬降低最多，則只能是二價(jià)金屬汞，Hg（NO₃ ）₂ =Hg+2NO₂+O₂ ，最小值為2：1；
故答案為：2：1；
（3）NO₂、O₂通入水中發(fā)生4NO₂+O₂+2H₂O=HNO₃，如二者恰好反應(yīng)，則生成固體為CuO，氣體剩余，應(yīng)為氧氣，由元素化合價(jià)升降總數(shù)相等可知，Cu元素化合價(jià)降低，還應(yīng)生成Cu₂O，則剩余固體可能為CuO和Cu₂O的混合物或Cu₂O，
N元素全被以NO₂氣體生成，通入水中發(fā)生4NO₂+O₂+2H₂O=HNO₃，n（HNO₃）=n（NO₂）=2n（Cu（NO₃）₂）=

mg

188g/mol

=

m

94

mol，
所得溶液的物質(zhì)的量濃度是c（HNO₃）=

m 94 mol

0.1L

=

5m

47

mol/L，
故答案為：CuO和Cu₂O的混合物或Cu₂O；

5m

47

mol/L；
（4）如m=3.76，n=1.52，則
n（Cu（NO₃）₂）=

3.76g

188g/mol

=0.02mol，則n（NO₂）=0.04mol，
取全被生成Cu₂O，則m（Cu₂O）=0.01mol×144g/mol=1.44g＜1.52g，則說(shuō)明固體為CuO和Cu₂O的混合物，
設(shè)固體中含有xmolCuO，ymolCu₂O，

x+2y=0.02 80x+144y=1.52

則，解之得x=0.01，y=0.005，
則m（CuO）=0.8g，m（Cu₂O）=0.72g，
答：m（Cu₂O）=0.72g，m（CuO）=0.8g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，為高考高頻考點(diǎn)，側(cè)重于基本概念的理解和掌握的考查，注意氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降總數(shù)相等，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒判斷是關(guān)鍵，注意守恒思想的應(yīng)用，難度中等．