有隐含条件的硝酸计算题例析

祝岩

计算题是化学学科的重要题型，物质的性质、物质之间的相互转化等知识是计算题的基础，化学方程式、离子方程式、化学物质之间的关系式等是计算的依据，化学方程式法、关系式法、极值法、守恒法、差量法、假设法等是计算的常用方法.在日常教学中发现，学生做计算题有一定的困难，特别是有的计算题提供的信息并不是直接的，有一些需要经过分析才能发现的隐含条件，学生做起来感觉很吃力，当然，其中缘由是多方面的.如果学生的化学基础知识比较牢固，加强对计算题的分析练习，就会逐步掌握计算的思路和方法.所谓的隐含条件，就是题目没有直接给出的条件，是在文字中隐含的，通过挖掘可以发现的，并且有利于解题的条件.现就在硝酸教学中遇到的部分计算题，分析遇到有隐含条件的计算题的解题思路及常用方法.

一、题目中有隐含的反应

例1在含有n g HNO3的稀溶液中，加入m g Fe粉，充分反应后，Fe全部溶解，放出的NO，已知有n/4 g HNO3被还原，则n∶m不可能是

A.4∶1B.2∶1C.3∶1D.9∶2

解题思路通过题目可知，是稀HNO3和Fe粉的反应，生成NO，Fe全部溶解，所以Fe的氧化产物是未知的，该题中隐含着两个化学反应，结果生成物有三种可能性.

①Fe+4HNO3（稀）Fe（NO3）3+NO↑+2H2O

②3Fe+8HNO3（稀）3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O

生成物的三种可能包括：

根据反应①，参加反应的Fe和被还原的HNO3 物质的量之比为1∶1时只有Fe （NO3）3.根据氧化还原反应的实质是“得失电子守恒”，Fe失去的电子为3m/56，

HNO3 得到的电子为n4×63，所以，n∶m=9∶2.

根据反应②，物质的量之比为3∶2时，只有Fe （NO3）2.

Fe失去的电子为2m/56， HNO3 得到的电子为n4×63，

所以，n∶m=3∶1.

介于1∶1和3∶2之间时，为Fe （NO3）3和Fe（NO3）2的混合物.n∶m的值应该介于9∶2和3∶1之间.

由此可知，不可能的是B.

二、题目中有隐含的等量关系

例2某稀HNO3 能与4.8 g铜恰好完全反应，同量的此稀硝酸在和铁反应同样生成NO时，最多耗铁为

A.4.2 gB.0.075 molC.2.8 gD.0.05 mol

解题思路本题寥寥数笔看似简单，其实隐含着一个重要的数量关系，而能否发现这个数量关系至关重要，发现了，就可以用最短的时间得出正确的答案，反之，则事倍而功半，甚至无功而返.那么，此题的关键是什么呢？两个字——“最多”.铁与稀硝酸反应，何时耗铁最多呢？根据例1的反应②可知，是生成Fe（NO3）2时.已知，铜与稀硝酸反应的化学方程式：③3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，所以，铜和铁与稀硝酸反应的化学方程式完全相同，即，同量的硝酸消耗的铁和铜的物质的量是相等的.

n（Fe）=n（Cu）=4.8 g64 g·mol-1=0.075 mol，

m（Fe）=0.075 mol×56 g·mol-1=4.2 g.

因此，正确答案是A、B.

三、题目中有隐含的守恒关系

例3一定量Fe和Fe2O3组成的混合物，投入到250 mL 2 mol·L-1的硝酸溶液中，反应完成后，生成1.12 L NO（标况），再向反应后的溶液中加入1 mol·L-1 NaOH溶液，要使溶液中的铁元素完全沉淀下来，所加入的NaOH溶液的体积最少是

A. 450 mLB.500 mLC.400 mLD.不能确定

解题思路本题中物质之间能发生多个反应，使题目看起来很复杂，学生因此会感觉茫然，感觉无从下手.其实，通过硝酸和金属的反应产物来看——硝酸盐、一氧化氮和水，硝酸体现了两个性质：酸性和强氧化性，分别以生成NO-3和NO表现出来，加入NaOH后，铁元素完全沉淀下来，溶液中的溶质全是NaNO3 .由氮原子守恒，可知：

n（NaOH）=n（NO-3）=n（HNO3）-n（NO）

=0.250 L×2 mol·L-1-1.12 L22.4 L·mol-1=0.45 mol，

所以，V（NaOH溶液）=0.45 mol1 mol·L-1=0.45 L，

即450 mL.

因此，正确答案是A.

总之，有隐含条件的化学计算题是一类重要的题型，有的题难度较大.做好这一类题，学生一定要掌握牢固的基础知识、多种计算方法和准确的计算能力，更为重要的是一定注重培养分析题目并且从中挖掘出有用的隐含条件的能力.