1 考察求解混合气体的平均分子量(利用极端值法求解)

例1   0.03molCuxx溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO、NO₂、N₂O₄)混合气体的平均分子量可能是

(A) 30   (B) 46 (C) 50 (D)66

解析:设NO、NO₂、N₂O₄的物质的量分别为x、ｙ、ｚ，各产生１ｍｏｌNO、NO₂、N₂O₄分别得到3molｅ^－、1molｅ^－　、　和2molｌｅ^－

x+y+z=0.05mo

3x+y+2z=0.06

此方程属于不定方程,难以讨论,可以采用极端值法求解:假设混合气体由二种气体组成,若由NO与NO₂组成,z=0,解上述方程组得x=0.005mol, y=0.045mol,则M=0.005×30＋0.045×46)／0.05=44.4g/mol

同理若混合气体有NO₂ 、 N₂O₄组成，则x=0，解方程组得y=0.04mol,z=0.01mol,求得混合气体的平均摩尔质量为:M=(0.04×46＋0.01×92)/0.05=55.2g/mol

实际上混合气体由 NO、NO₂、N₂O₄ 三种气体组成,故混合气体的平均分子量应在44.4与55.2之间,因此选B、 C .

该题是2002年上海,考察了考生处理三种组分混合物平均分子量的思维方法.

2 考察对硝酸在反应中所起作用的理解(利用关系式法求解)

例2   1.92gCu粉与一定量的浓硝酸反应,当铜粉xx反应时收集到气体1.12L(标况),则所消耗硝酸的物质的量是

A 0.12mol      B 0.11mol    C 0.09mol     D 0.08mol

解析：铜的物质的量=1.92g/64g/mol=0.03mol.气体(NO、NO₂)的物质的量为1.12L/22.4L/mol=0.05mol.在硝酸与铜的反应中，一部分硝酸生成了硝酸铜，另一部分硝酸转化为NO_x(NO、NO₂)，

关系式如下：

Cu———Cu（NO₃）₂———2HNO₃；HNO_{3——————}NO_x(NO、NO₂)，由上述关系式可知，所消耗硝酸的物质的量=2n（Cu）+n（NO_x）=2×0.03 mol +0.05mol=0.11mol.

3 考察对NO₃^-减少与H⁺下降关系的理解(利用守恒关系列方程求解)

例3 76.8mgCu与足量浓硝酸反应,铜作用xx后,如果NO₃^-减少2×10^-3mol,则溶液中H⁺同时下降

A 2.2×10^-3mol       B 3.2 ×10^-3mol C 4.4×10^-3mol D 4.8×10^-3mol

解析:H⁺反应后生成H₂O, H₂O中的O来自HNO₃转化为NO_x后减少的O,故有下列关系:

NO₃^-(减少)____ NO_{2______e}^______2H⁺; NO₃^-(减少)____ NO_{______3e}^______4H⁺因此,n(H⁺)=2n(NO₂)+4n(NO).这样只要求出NO₂ 与NO的物质的量即可求出减少的H⁺物质的量,设生成NO_2、 NO的物质的量分别为x,y则

由N守恒:x+y=2×10^-3mol, ①

由得失电子守恒:x+3y=2×76.8×10^-3g/64g/mol②

解①,②方程组得: x =1.8×10^-3 mol, y=0.2×10^-3mol. n(H⁺)=2×1.8×10^-3 mol+4×0.2×10^-3mol=4.4×10^-3mol,选C.