电子的物质的量,也等于生成氢氧化物时消耗的OH-的物质的量,因此,m(沉淀)=m(金属)+m(OH-)=m(金属)+n(e-)×17 g·mol-1[因为M\s\up17(-ne-(-ne-)Mn+,Mn+\s\up17(+nOH-(+nOH-)M(OH)n]。
例1 38.4 mg Cu与适量的浓硝酸反应,Cu全部反应后,共收集到22.4 mL(标准状况下)气体。反应消耗的HNO3的物质的量可能是( )
A.1.0×10-3 mol B.1.6×10-3 mol
C.2.2×10-3 mol D.2.4×10-3 mol
[解析] Cu跟浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。随着反应的进行,浓硝酸会逐渐变成稀硝酸,反应则变为3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
方法一:极端假设法
n(Cu)==6.0×10-4 mol
若38.4 mg Cu全部与浓硝酸反应,则可求得参加反应的硝酸的物质的量为6.0×10-4 mol×4 =2.4×10-3 mol,产生的NO2标准状况下的体积为6.0×10-4 mol×2×22.4 L·mol-1×103=26.88 mL;若38.4 mg Cu全部与稀硝酸反应,则可求得参加反应的硝酸的物质的量为6.0×10-4 mol×=1.6×10-3 mol,产生的NO标准状况下的体积为6.0×10-4 mol××22.4 L·mol-1×103=8.96 mL。事实上Cu应先与浓硝酸反应,浓硝酸变稀后,又与稀硝酸反应,所以消耗的硝酸的物质的量应在1.6×10-3 mol和2.4×10-3 mol之间。观察选项可知应选C。
方法二:物料守恒法
参加反应的硝酸一部分作酸,一部分作氧化剂被还原(其中一部分被还原为NO2,另一部分被还原为NO),故n(HNO3)=n[HNO3(