題目：amolCu和含有bmol HNO3的硝酸溶液恰好完全反應，則被還原的HNO3的物質的量一定是（ ）
A．（b -2a）mol B． b/4 mol C．2a/3 mol D．2a mol
解析：此題審題有兩個關鍵：一是Cu和HNO3恰好完全反應，說明反應物沒有剩余；二是被還原的HNO3的物質的量“一定”是多少，而不是可能是多少。由于不知硝酸是濃還是稀，所以Cu和HNO3反應有兩種可能：一是Cu和稀HNO3恰好完全反應，3Cu+8HNO3(稀) ==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；二是Cu和濃HNO3恰好完全反應，Cu+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O。如果是第一種可能，根據(jù)電子守恒知，a×2=n(NO)×3，n(NO) =被還原的HNO3的物質的量=2a/3 mol。如果是第二種可能，根據(jù)電子守恒知，a×2=n(NO2)×1，n(NO2) =被還原的HNO3 的物質的量=2a mol。但選項C、D均是可能性答案，均不合題意不確切。因此，要從硝酸的作用分析：既顯氧化劑作用（被還原為NO、NO2等），又顯酸性作用生成Cu(NO3)2，而被還原的硝酸應為硝酸總量減去顯酸性作用的硝酸，即（b-2a）mol。選項A為正確答案。
反思：審題要敏銳地覺察題示信號，發(fā)掘題中隱含條件，抓住問題實質迅速地找到解題的突破口。本題硝酸溶液未說明濃與稀是題設的隱含條件，若按濃硝酸解題，則誤選D，若按稀硝酸解題，則誤選C。題示中的“一定”是個解題信號，可排除濃與稀兩種可能情況片面分析解題的失誤。Cu和HNO3恰好完全反應，可以找到硝酸總量與分量間的關系，采取整體思維方式準確解題。
Cu和HNO3的反應規(guī)律：若是稀HNO3，不論Cu是否過量，還原產(chǎn)物均是NO。若是濃HNO3，Cu少量，還原產(chǎn)物是NO2；Cu過量，要從動態(tài)觀分析產(chǎn)物，開始時還原產(chǎn)物是NO2，隨著反應進行，濃HNO3變稀，還原產(chǎn)物是NO，最后得到NO2和NO混合氣體。
有關氧化還原反應的定量計算可以根據(jù)得失電子守恒，即還原劑失去電子的物質的量等于氧化劑得到電子的物質的量，進行快速求解。也可以根據(jù)化學方程式找定量關系列式求解，但配平氧化還原反應的方程式費時多。
變式訓練：1.92 g銅投入一定量濃HNO3中，銅完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到672 mL氣體(標準狀況)。將盛有此氣體的容器倒扣在水中，通入標準狀況下一定體積的O2，恰好使氣體完全溶于水中，則通入O2的體積為( )
A．504 mL B．168 mL C．336 mL D．224 mL
解析：審題關鍵：生成氣體顏色越來越淺，說明氣體產(chǎn)物含有NO2和NO；通入O2后恰好使氣體完全溶于水中，說明NO2、NO的混合氣體完全反應后又生成硝酸。
題設的反應原理：Cu+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；
4NO2+ O2+2H2O==4HNO3； 4NO+3O2+2H2O==4HNO3。
解題突破口：反應從硝酸開始，被銅還原為氮的氧化物，而后，氮的氧化物又被氧氣氧化生成硝酸，反應結果最終N元素的化合價沒有發(fā)生改變，改變的是Cu和O2中O元素的化合價，根據(jù)電子守恒知，銅失去的電子等于氧氣得到的電子，即n(Cu)×2 =n(O2)×4，因n(Cu) = 0.03mol，故n(O2) = 0.015 mol，標準狀況下O2的體積為336 mL。選C。
反思：此題解題的巧妙之處就是利用了始終態(tài)硝酸不發(fā)生化合價變化，借助于氮的氧化物做個媒介，溝通了Cu和O2得失電子守恒，即搭起了已知與未知的橋梁，促使要解決的問題簡單化，從而快速求解。
此題常規(guī)解法：假設兩種氮的氧化物的物質的量分別為Xmol和Ymol，利用已知的銅的物質的量與混合氣體的物質的量，通過電子守恒、聯(lián)立方程可求出兩種氮的氧化物的物質的量，然后，再利用反應4NO2+ O2+2H2O==4HNO3和4NO+3O2+2H2O==4HNO3求出所需氧氣的物質的量，從而求得氧氣的體積。
本題還可以利用NO2和NO混合氣體在水中與O2恰好完全反應的總反應式：
NO2+ NO+ O2+H2O==2HNO3直接求算。請嘗試之。
訓練：將51.2 g銅恰好完全溶于V mL 10 mol?L-1硝酸中，得到硝酸銅溶液，收集到氮的氧化物(含NO、NO2、N2O4)的混合物共17.92 L(標準狀況)，這些氣體恰好能被500 mL2.0 mol?L-1NaOH溶液完全吸收，得到500 mL鈉鹽溶液(假設吸收氣體后溶液體積不變)。通過計算回答下列問題：
(1)V=_________。
(2)上述鈉鹽溶液中硝酸鈉物質的量濃度為________。
(3)向上述硝酸銅溶液中加入足量的稀硫酸，加入Wg銅粉恰好完全溶解，通常狀況下將收集到的氣體充滿一試管，并將充滿該氣體的試管倒立于盛水的水槽里，再向試管里充入一定量的氧氣，最終恰好使溶液充滿試管。
①W最大值為__________。
②上述試管里溶液的物質的量濃度為(不考慮溶質向水槽內擴散) _。(已知在通常狀況下，氣體摩爾體積為a L?mol-1)
提示：(1)、(2)兩問中，涉及氮的氧化物被NaOH溶液完全吸收的反應原理為：2NO2 N2O4；NO2+NO+2NaOH ==2NaNO2+H2O；因為混合氣體被完全吸收，故上述反應不可能有NO剩余，而NO2有剩余，繼續(xù)與NaOH發(fā)生反應：2NO2+2NaOH==NaNO2+NaNO3+H2O。由Na、N元素守恒和電子守恒求出硝酸的物質的量和NaNO2、NaNO3的物質的量，進而解決(1)、(2)兩問。
(3)問中硝酸銅溶液中加入足量的稀硫酸，再加入銅粉完全溶解的反應原理為： 3Cu+8H++2NO3－==3Cu2++2NO↑+4H2O。由離子方程式的定量關系和NO3－的物質的量可求出W值。
答案：(1) 260 (2) 0.40 mol?L-1 (3) ①153.6 ②1/a mol?L-1
思考：(1) 濃硝酸與Cu生成NO2氣體，稀硝酸與Cu生成NO氣體，有人說稀硝酸氧化性更強，這種說法對嗎？為什么？
(2)將相同質量的Cu分別和過量的濃硝酸、稀硝酸反應，兩者反應速率、生成氣體的物質的量、反應中轉移的電子總數(shù)、消耗硝酸的物質的量、所得溶液的顏色等一定相同嗎？為什么？
(3)變價的金屬（例如Fe）分別與濃、稀硝酸反應，當Fe不足時，反應規(guī)律如何？當Fe過量時，反應規(guī)律又如何？試分析之。
感悟：采取變換訓練的方式，通過多角度多方位分析問題和解決問題，可以克服思維定勢的影響，有利于培養(yǎng)獨立思考、靈活多變的解題能力，培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新思維能力，達到提高復習效率的目的。采取一題多解的方式，通過多種途徑多種方法解析同一道題，可以有效地訓練多向思維方式，有利于拓寬思路，掌握不同的解題方法與技巧，提高解題的靈活性和創(chuàng)造性，達到舉一反三、觸類旁通的目的。
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