关于硝酸与金属反应的计算课件

硝酸与⾦属反应的有关计算2019-06-28⼀、基本题型1.⾦属与硝酸的反应计算例138.4 mg铜与适量的浓硝酸反应，铜全部作⽤后，共收集到22.4 mL（标准状况）⽓体，反应消耗的HNO3物质的量可能是（）。

解析解法⼀极端假设法n（Cu）=6.0×10-4mol，若38.4 mg铜全部与浓硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为2.4×10-3mol，若38.4mg铜全部与稀硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为1.6×10-3mol，事实上铜先与浓硝酸反应，浓硝酸变稀后，⼜与稀硝酸反应。

消耗的硝酸的物质的量应在1.6×10-3mol和2.4×10-3mol之间。

故选C。

解法⼆氮原⼦守恒法2.⾦属与硝酸反应产⽣的⽓体⼜被氧⽓氧化成硝酸的计算例21.92 g Cu投⼊到⼀定量的浓硝酸中，铜完全溶解，⽣成的⽓体的颜⾊越来越浅，共收集到672 mL的⽓体（标准状况下）。

将盛有此⽓体的容器倒扣在⽔槽中，通⼊标准状况下⼀定体积的氧⽓，恰好使⽓体完全溶于⽔，则通⼊的氧⽓的体积为（）mL。

A.168B.224C.336D.504解析得失电⼦守恒法从反应的过程分析，铜失去电⼦，先被硝酸氧化，得到NO2、NO，然后NO2、NO失去电⼦⼜被氧⽓氧化。

从反应的始态和终态看，铜在反应中失去电⼦，氧⽓在反应中得电⼦，根据得失电⼦守恒，铜失去的电⼦总量等于氧⽓得到的电⼦总量。

设通⼊的氧⽓的体积为x mL，则：（1.92/64）×2=（x/22400）×4，解得：x=336，答案选C。

3.⾦属与硝酸和硫酸的混合酸反应的计算例3在100 mL某混合酸中，硝酸的物质的量浓度为0.4 mol·L-1，硫酸的物质的量浓度为0.1 mol·L-1，向其中加⼊1.92 g铜粉，微热，待充分反应后，则溶液中Cu2+的物质的量浓度为（）mol·L-1。

硝酸与金属反应专题硝酸与金属反应的计算是一个难点,但也是历年高考的热点问题，此类问题技巧性较强，常使用的方法有电子得失守恒，N原子守恒等，下面一一讲解。

一、从反应的本质看金属与硝酸反应的实质是金属与H+和NO3- 共同作用。

例如:铜与稀硝酸反应的实质是: 3Cu +8H+ +2NO3- ===3Cu2+ +4H2O+2NO↑Fe2+与稀硝酸反应的实质是: 3Fe2+ + 4H+ + NO3- === 3Fe3+ + 2H2O + NO↑【例 1】铜粉放入稀硫酸溶液后,加热后无明显现象发生,当加入下列一种物质后,铜粉质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体产生,该物质可能是( )A. Fe2 (SO4) 3B. Na2CO3C. KNO3D.FeSO4【例2】已知Fe2+可以水解: Fe2+ +2H2OFe(OH) 2+2H+，现向Fe(NO3) 2溶液中加入足量的稀硫酸,则溶液的颜色( )A. 浅绿色加深B.颜色变浅C.溶液变黄D.无法判断【例3】在100 mL 混合溶液中, HNO3 和 H2SO4 的物质的量浓度分别是0.4 mol/L, 0.1 mol/L 向该混合液中加入 1.92 g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中 Cu2+ 的物质的量浓度是A.0.15B. 0.225C. 0.35D. 0.45变式1：稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。

若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为A．2.4g B．3.2g C．6.4g D．9.6g变式:2：有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3物质的量浓度分别是4mol/L和2mol/L，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体多少升？（设反应中HNO3被还原成NO)二、N原子守恒参加反应的硝酸一部分显酸性,生成硝酸盐,另一部分作氧化剂,一般转化为氮的氧化物(NO或NO2),即是溶液中的NO3-和生成的NO(或NO2)中N的物质的量之和等于原HNO3的物质的量。

金属与硝酸反应的计算金属和硝酸的计算，虽说在正式的考试中出现的频率不高，但在学习硝酸性质的时候，还是必出题，在复习金属性质的时候也是常做题，而学生往往觉得难度比较大，为突破本难点，本文做一总结，希望对大家有用。

在做该题型时，注意守恒法的运用。

常见题型进行梳理总结。

题型一求反应消耗的硝酸的量1.将14克铁粉溶于1L稀硝酸中恰好完全反应，放出NO气体的体积为4.48L （标准状况下），则原溶液中硝酸的浓度为（）A. 1.0mol•L-1B. 0.8mol•L-1C. 0.6mol•L-1D. 0.4mol•L-1答案 B (注意该题与练习1对比)题型二求生成的NO2、NO的量2． 3.84克铜和一定量的浓硝酸反应，当铜完全反应时，共收集到气体（NO、NO2的混合物）的体积为2.24升。

求反应中生成的一氧化氮、二氧化氮各自的物质的量是多少。

答案 NO2：0.9mol NO ：0.1mol题型三反应过程中硝酸仅起到传递电子的作用3．Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。

下列有关判断正确的是()A．若铜片为51.2 g，则生成0.2 mol NaNO3B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16 LD．反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物，又是还原产物答案A解析：分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化，即Cu→Cu2＋，HNO3→NaNO2,51.2 g Cu的物质的量为0.8 mol，共失去电子0.8 mol×2＝1.6 mol，由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得到1.6 mol电子，故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol，由Na原子守恒可得另一种产物NaNO3的物质的量为0.2 mol，A正确；常温下，Cu能与浓硝酸反应，B错误；部分NO2会转化为N2O4，而NO2、N2O4在标准状况下都不是气体，C错误；反应过程中生成的Cu(NO3)2是氧化产物，不是还原产物，D错误。

硝酸与金属反应的计算硝酸和金属反应都是氧化还原反应，产物比较复杂，如果抓住反应的实质，明确反应物和生成物微粒或者电荷之间的量的关系，用守恒的观点思考问题，解答起来就会得心应手，轻而易举。

1电子数守恒在氧化还原反应过程中，总是存在着氧化剂得到（或者偏向）电子总数等于还原剂失去（或者偏离）电子总数的关系。

根据氧化还原反应中电子转移的总数守恒，可以列出关系式解答题目。

例1 将3.84g铜与一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为2.24L，则其中NO的体积为，NO2的体积为。

【变形1】 3.84g铜与一定浓度的硝酸反应，当铜反应完毕后，共收集到标准状况下的气体2.24L；把收集到气体的集气瓶倒立于水槽中，要通入多少毫升O2可以使集气瓶充满溶液（标准状况下）?【变形2】 3.84g铜投入适量的浓硝酸充反应后，铜完全溶解，收集到1.12L标准状况下的气体，如将此气体通过足量的水，最后收集到标准状况下气体的体积是多少？【变形3】1.92g铜完全完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO,NO2,N2O4）混合气体共0.05mol，该混合气体的平均相对分子质量可能是（）A 30B 40C 50D 662 原子数守恒根据质量守恒定律，化学反应前后组成物质的元素种类不变，原子（或离子）的数目也不会发生变化。

比如，参加反应硝酸的物质的量，等于生成物中含有的氮原子的物质的量之和。

这样涉及到复杂的化学反应过程的计算问题，就可以利用N原子个数守恒的方法进行计算。

例2 若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜完全溶解时，共产生5.6L标准状况下的气体（不考虑转化为N2O4），则所消耗的硝酸的物质的量是。

【变形1】12.8g铜与30mL 8mol/L硝酸反应，硝酸的还原产物为NO,NO2，反应后溶液中所含的H+为a mol，则此时溶液中所含的NO3-为。

【变形2】现将12.8g铜溶于40.0mL 13.5mol/L的浓硝酸中，等铜完全溶解后，并测得溶液的pH为0，设反应后的溶液体积仍为40.0mL，计算被还原的硝酸的物质的量。