【方法技巧】金屬與硝酸反應(yīng)的三個守恒

　　(1)電子得失守恒。

　　規(guī)律1:一定量的Cu完全溶于濃硝酸中,所產(chǎn)生的氣體與一定量的氧氣混合后恰好完全溶于水時,消耗氧氣的量只取決于Cu的物質(zhì)的量,即2n(O2)=n(Cu)。

　　拓展:金屬與硝酸反應(yīng)生成的氮的氧化物在與O2混合后用水恰好完全吸收時,消耗氧氣的量只取決于消耗金屬的量�？梢罁�(jù)得失電子守恒建立等式n(M)×a=n(NO2)+3n(NO)=4n(O2)(a為金屬M的化合價)。

　　(2)氮原子守恒。

　　規(guī)律2:反應(yīng)中被還原的硝酸的物質(zhì)的量等于反應(yīng)生成的NO和NO2氣體的物質(zhì)的量之和。

　　規(guī)律3:金屬與硝酸反應(yīng)時,生成的氣體的物質(zhì)的量、生成的M(NO3)x中所含的氮元素的物質(zhì)的量與剩余的硝酸的物質(zhì)的量之和等于原硝酸的物質(zhì)的量。

　　規(guī)律4:金屬與硝酸反應(yīng)時,若生成的氣體NO、NO2恰好完全溶于NaOH溶液中,由于生成物NaNO3、NaNO2中Na+與N個數(shù)比為1∶1,則n(NaOH)=n(NO)+n(NO2)。

　　(3)電荷守恒。

　　規(guī)律5:金屬單質(zhì)完全溶于硝酸中,其失去的電子的物質(zhì)的量等于金屬離子所結(jié)合的N的物質(zhì)的量,即n(e-)=n(N)。

　　11.【解析】汽車尾氣中含有氮的氧化物,主要是NO氣體,把它變?yōu)闊o害的N2排出。本實驗中A裝置是制取NO氣體,C裝置是制取NH3,B和F是干燥裝置,D是混合兩種氣體的裝置,E是催化反應(yīng)裝置。(1)混合氣體從D裝置出來后帶有水蒸氣,所以括號中應(yīng)選F裝置,干燥NO和NH3,除去水蒸氣,而后通入E中發(fā)生反應(yīng)。(2)C中制取NH3的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。(3)E中的化學(xué)反應(yīng)方程式為6NO+4NH35N2+6H2O。(4)D裝置的作用之一是使NO與NH3充分混合。(5)兩種氣體通過B和F裝置已經(jīng)干燥,不能再通過水溶液,此時D的作用還和第(4)問一樣,應(yīng)該選擇一種和NO與NH3都不反應(yīng)的難揮發(fā)的有機(jī)溶劑,應(yīng)填“CCl4”或“難揮發(fā)有機(jī)溶劑”。即便如此,該實驗還存在明顯缺陷是沒有尾氣處理裝置,沒有反應(yīng)完的NO和NH3污染空氣。(6)汽車尾氣處理研究的方向是選擇適宜的還原劑和高效的催化劑在適宜的溫度下和汽車尾氣反應(yīng)生成無害的氮氣。

　　答案:(1)F

　　(2)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O

　　(3)6NO+4NH35N2+6H2O

　　(4)使NO與NH3充分混合

　　(5)CCl4(或難揮發(fā)有機(jī)溶劑)　缺少尾氣處理

　　(6)B