Question

鎂與硝酸的反應(yīng)中，測得其氣體產(chǎn)物有H₂，NO，NO₂，溶液中產(chǎn)物有Mg（NO₃）₂，NH₄NO₃和H₂O，生成這些產(chǎn)物的HNO₃的濃度范圍為：
H₂：C＜6.6mol/L；  N₂和NH₄⁺：C＜10mol/L；NO：0.1mol/L＜C＜10mol/L； NO₂：C＞0.1mol/L，各氣體產(chǎn)物成分及含量隨HNO₃濃度變化曲線如圖．
a．寫出1g Mg與12mol/L的HNO₃反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

；
b．若960mg Mg與1L 4mol/L的HNO₃反應(yīng)，收集到224mL氣體（S．T．P）氣體，寫出化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：硝酸的化學(xué)性質(zhì)

專題：元素及其化合物

分析：a．根據(jù)圖象可知當(dāng)硝酸濃度大于10.0mol/L時，氣體產(chǎn)物只有NO₂，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒寫出方程式；
b．960mg Mg與1L 4mol/L的HNO₃反應(yīng)，Mg的物質(zhì)的量比較少，反應(yīng)中硝酸過量，由圖象可知：n（NO）：n（N₂）：n（NO₂）：n（H₂）=5：3：1：1，同時還原產(chǎn)物還有NH₄⁺，根據(jù)Mg失去電子總數(shù)與氣體得到電子數(shù)之差，求出NH₄⁺的量，再通過原子守恒配平方程．

解答： 解：a據(jù)圖象可知當(dāng)硝酸濃度大于10.0mol/L時，氣體產(chǎn)物只有NO₂，Mg+HNO₃→Mg（NO₃）₂+NO₂↑+H₂O，反應(yīng)中HNO₃→NO₂，N元素從+5價降到+4價得到1個電子，Mg→Mg（NO₃）₂，Mg元素從0價升到+2價失去2個電子，所以Mg的計量數(shù)為1，NO₂的計量數(shù)為2，再根據(jù)原子守恒配平：Mg+4HNO₃=Mg（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
故答案為：Mg+4HNO₃=Mg（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
b.960mg Mg與1L  4.0mol/L的HNO₃充分反應(yīng)，Mg的物質(zhì)的量比較少為0.04mol，失去電子數(shù)為0.04mol×2=0.08mol，HNO₃的物質(zhì)的量為4mol，反應(yīng)中硝酸過量，
由圖象可知：n（NO）：n（N₂）：n（NO₂）：n（H₂）=5：3：1：1，同時還原產(chǎn)物還有NH₄⁺，
0.04molMg失去電子為0.08mol，反應(yīng)生成氣體為n=0.01mol，其中n（NO）=0.01mol×

5

10

=0.005mol，n（N₂）=0.01mol×

3

10

=0.003mol，n（NO₂）=0.01mol×

1

10

=0.001mol，
n（H₂）=0.01mol×

1

10

=0.001mol，則氣體得到電子數(shù)為0.005mol×3+0.003mol×5×2+0.001mol×1+0.001mol×2=0.048mol，
則生成NH₄⁺時N元素得到的電子為0.08mol-0.048mol=0.032mol，所以生成NH₄⁺的量為0.032mol×

1

8

=0.004mol，
所以n（NO）：n（N₂）：n（NO₂）：n（H₂）：n（NH₄⁺）：n（Mg）=5：3：1：1：4：40，
所以NO、N₂、NO₂、H₂、NH₄NO₃、Mg的計量數(shù)分別為5、3、1、1、4、40，再由原子守恒得方程為：40Mg+100HNO₃=5NO↑+3N₂↑+H₂↑+NO₂↑+4NH₄NO₃+40Mg（NO₃）₂+41H₂O；
故答案為：40Mg+100HNO₃=5NO↑+3N₂↑+H₂↑+NO₂↑+4NH₄NO₃+40Mg（NO₃）₂+41H₂O．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)方程式的書寫，題目難度較大，準(zhǔn)確把握圖象給出信息、熟知硝酸的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)得失電子守恒是解題關(guān)鍵．