2013-有关硝酸的计算4页18题

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。

考查硝酸与金属反应的计算1.硝酸与金属反应规律(1)反应通式：M＋HNO3―→M(NO3)n＋还原产物＋H2O(2)还原产物：浓HNO3―→NO2；稀HNO3―→NO(3)HNO3的物质的量：①起氧化作用的HNO3转化为气体(NO、NO2)时，气体的物质的量等于被还原的酸的物质的量。

②起酸性作用的HNO3转移到生成物中，可以根据金属阳离子的物质的量求出。

③没有参加反应的HNO3，可根据溶液中H＋的物质的量求出。

2．常见反应浓硝酸与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，浓硝酸变成稀硝酸，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用守恒关系求解有关Cu、HNO3和混合气体的量，硝酸与其他金属(过量)反应的情况与此类似。

3．常用解题技巧(1)原子守恒：n(HNO3)＝n(NO－3)＋n(还原产物中氮原子)(2)电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。

(3)电荷守恒：M n＋和H＋所带正电荷总数等于NO－3所带负电荷总数。

[特别提醒]过量的金属与浓HNO3反应后，若向溶液中滴入稀H2SO4，引入的H＋与NO－3能与剩余的金属继续反应。

[例1]9.7 g Cu和Zn的合金与足量的稀硝酸反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24 L。

将溶液稀释为1 L，测得溶液中的c(H＋)＝0.1 mol/L，此时溶液中NO－3的浓度为()A．0.3 mol·L－1B．0.4 mol·L－1C．0.2 mol·L－1D．0.6 mol·L－1(1)例1中参加反应的HNO3的物质的量是多少？(2)若将产生的NO氧化成HNO3，需要标准状况下的O2多少L?1、铜和镁的合金 4.6 g 完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生 4 480 mL的 NO2气体和 336 mL 的 N2O4气体(都已折算成标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量？2、(2009年汕头)足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。

硝酸的计算一、基础运算（一）、氧化产物、还原产物的推断1、某金属单质跟肯定浓度的的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。

当参与反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1时，还原产物是（）A. NO2B. NOC. N2OD. N22、在锌和很稀的硝酸充分反应，当消耗锌与硝酸的物质的量比为1:2.5时，除生成硝酸锌和水之外还生成另一种物质，该物质可能是（）①NO2 ②.N2O ③.NO ④.NH4NO3A.①②B.①③C.②④D.③④3、某单质能与足量浓硝酸反应，若参与反应的单质与硝酸的物质的量之比为1∶4，则该元素在反应中所显示的化合价可能为 ( ) A．+1 B. +2 C. +3 D.+44、FeS2与HNO3反应后的产物有Fe(NO3)3和H2SO4，若反应中FeS2与HNO3的物质的量之比为1：8，则HNO3被还原得到的产物为（）A． NO2 B． NO C．N2 D．N2O35、某金属单质与肯定浓度的硝酸反应，假设只生成单一还原产物。

当参与反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1时，还原产物是 ( ) A、NO2B、NO C、N2O D、N2（二）、氧化、还原量的推断6、锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。

当生成1 mol硝酸锌时，被还原的硝酸的物质的量为（）A．2mol B．1 mol C．0.5mol D．0.25mol7、物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是( )A. 1：4B.1：5C. 2：3D.2：58、a mol FeS与b mol FeO投入到VL、c mol/L的硝酸溶液中充分反应，产生NO气体，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液，则反应中未被还原的硝酸可能为（）①(a+b)×63g②(a+b)×189g③(a+b)mol④Vc-(9a+b)/3molA．①④ B．②③ C．①③ D．②④9、锌与很稀的硝酸反应生成硝酸锌、硝酸铵和水。

硝酸的计算与硝酸有关的计算由于涉及到原子守恒、得失电子守恒，所以在题目中较为常见，在实际问题中硝酸有关的计算主要可归纳为以下几种情况：1、依据得失电子守恒的计算例1：1.92 g铜投入到一定量浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越淡，将收集到的气体与一定体积的氧气混合于试管倒立于水槽中，恰好使所有气体完全溶于水，则通入氧气的体积为A 504mLB 336mLC 224mLD 168mL解析：分析题意，从电子转移角度可知，Cu和HNO3反应时，Cu 是还原剂失去电子，形成氧化产物Cu(NO3)2；HNO3是氧化剂得到电子，形成还原产物NO2、NO、N2O4等，依据得失电子守恒可知，Cu失去的电子与HNO3得到的电子相等。

氮氧化物与O2混合完全溶于水形成HNO3，O2是氧化剂，得到电子，氮氧化合物是还原剂失去电子，得失电子守恒，从整个反应过程来看，相当于O2得到了Cu失去的电子，2n(O2)=n(Cu)=0.03mol，V(O2)=336ml。

答案：B。

例2：铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生224ml的NO气体4480ml和NO2的气体（标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为A 9.02gB 8.51gC 8.26g D7.04g解析：依据题意，反应过程为Cu、Mg被HNO3氧化失去电子形成Cu2+和Mg2+，HNO3得到电子形成还原产物NO和NO2，NO和NO2，向反应后的溶液中加入足量的NaOH形成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，Cu2+和Mg2+结合的OH-的物质的量与两金属失去电子的物质的量相等，依据NO和NO2体积可得HNO3得到电子物质的量为0.23mol，依据得失电子守恒可知，两金属失去的电子也为0.23mol，沉淀的质量为4.6g+0.23×17g=8.51g。

答案：B。

2、依据原子守恒的计算例3：若将12.8g铜与一定量的硝酸反应，铜消耗完时，共产生NO和NO2的混合气体5.6L（标准状况）。

硝酸计算练习题硝酸是一种常见的无机化合物，化学式为HNO3。

在化学实验中，我们经常需要计算硝酸的浓度、质量或体积，以满足实验需求。

本文将提供一系列硝酸计算练习题，帮助读者巩固相关计算知识。

题目一：计算硝酸的浓度已知一瓶体积为250 mL的硝酸溶液的质量为50 g，请计算该硝酸溶液的浓度。

解答：浓度是指溶液中溶质的质量与溶液总体积之比。

计算硝酸的浓度，可以利用以下公式：浓度（mol/L）= 质量（g）/ 相对分子质量（g/mol）/ 体积（L）首先，我们需要计算硝酸的摩尔质量。

硝酸的摩尔质量由氢原子的摩尔质量、氮原子的摩尔质量和氧原子的摩尔质量之和组成。

根据元素周期表，氢的摩尔质量为1 g/mol，氮的摩尔质量为14 g/mol，氧的摩尔质量为16 g/mol。

因此，硝酸的摩尔质量为1 + 14 + 3 × 16 = 63 g/mol。

将已知数据代入公式，可得：浓度= 50 g / 63 g/mol / 0.250 L ≈ 0.793 mol/L因此，该硝酸溶液的浓度约为0.793 mol/L。

题目二：计算硝酸的质量已知一瓶浓度为2 mol/L的硝酸溶液的体积为500 mL，请计算该硝酸溶液中的硝酸质量。

解答：硝酸的质量可以通过浓度、体积和摩尔质量的关系计算。

公式如下：质量（g）= 浓度（mol/L） ×体积（L） ×相对分子质量（g/mol）将已知数据代入公式，可得：质量 = 2 mol/L × 0.500 L × 63 g/mol = 63 g因此，该硝酸溶液中的硝酸质量为63 g。

题目三：计算硝酸的体积已知一瓶质量为45 g的硝酸溶液的浓度为0.5 mol/L，请计算该硝酸溶液的体积。

解答：硝酸溶液的体积可以通过质量、浓度和摩尔质量的关系计算。

公式如下：体积（L）= 质量（g）/ 浓度（mol/L）/ 相对分子质量（g/mol）首先，我们需要计算硝酸的摩尔质量，这个过程与题目一中的计算相同，为63 g/mol。

硝酸的工业制法主要通过氨的连续氧化过程，这个过程包括多个步骤，以下是各步骤的化学方程式：
1.氨的初步氧化：
Text
14NH₃ + 5O₂→ 4NO + 6H₂O
在此步骤中，氨气(NH₃)与氧气(O₂)在800℃左右，以铂-铑(Pt-Rh)合金为催化剂条件下反应，生成一氧化氮(NO)和水(H₂O)。

2.一氧化氮氧化为二氧化氮：
Text
12NO + O₂→2NO₂
生成的一氧化氮(NO)接着与剩余的氧气反应，生成二氧化氮(NO₂)。

3.二氧化氮溶于水生成硝酸和一氧化氮：
Text
13NO₂ + H₂O→2HNO₃ + NO
二氧化氮(NO₂)随后与水反应生成部分硝酸(HNO₃)和额外的一氧化氮(NO)，这是一个循环过程。

4.将二氧化氮进一步氧化并完全转化为硝酸：
Text
14NO₂ + O₂ + 2H₂O→4HNO₃
在实际操作中，会通过过量的氧气和水，促使二氧化氮充分转化为硝酸。

总结起来，硝酸工业制备的总反应可以表示为：
Text
112NH₃ + 3O₂→8HNO₃ + 14H₂O + 4NO
其中未反应的一氧化氮会被循环利用直到最终转化为硝酸。

通过上述连续氧化步骤和循环过程，实现了氨到硝酸的有效转化。