高考化学硝酸与金属反应计算题的解法

[思维模型](1)硝酸与铜反应浓硝酸与足量的铜反应，开始浓硝酸被还原为NO2，随着反应的进行，浓硝酸变稀，稀硝酸被还原为NO，向反应后的溶液中加稀硫酸，NO－3又被还原为NO。

(2)稀硝酸与铁反应Fe(少量)＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(过量)＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

①n(HNO3)n(Fe)≥4，产物为Fe(NO3)3；②n(HNO3)n(Fe)≤83，产物为Fe(NO3)2；③83<n(HNO3)n(Fe)<4，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。

[计算方法](1)原子守恒法：HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用，以NO－3的形式存在于溶液中，另一部分HNO3作为氧化剂转化为还原产物NO x，NO－3和NO x中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。

(2)得失电子守恒法：HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得到电子的物质的量等于金属失去电子的物质的量。

(3)电荷守恒法：HNO3过量时，反应后溶液中(不考虑OH－)有c(NO－3)＝c(H＋)＋xc(M x＋)(M x＋代表金属离子)。

(4)离子方程式计算法：金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO－3在H2SO4提供H＋的条件下能继续与金属反应，故此类题目应用离子方程式来计算。

先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H＋或NO－3进行相关计算，且要符合电荷守恒。

1.足量的铜和含有2.4×10－3 mol硝酸的某浓硝酸完全反应，共收集到标准状况下气体22.4 mL。

参加反应的铜的质量是()A.38.4×10－3 gB.44.8×10－3 gC.48.3×10－3 gD.57.6×10－3 g[答案] B[解析]铜与浓硝酸可能发生的化学方程式：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。

硝酸与金属反应计算题解法一、电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子数目等于金属原子失去的电子数目。

【例1】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。

若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（）A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL【分析】铜与硝酸反应不管生成哪种气体，后来这些气体又全部转化成硝酸，相当于硝酸前后没变，铜失去的电子等于氧气得到的电子，即［答案］A （解析：利用电子转移数目的守恒）【例2】、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物.当参加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． NO2 B． NO C．N2O D． N2【解析】：一般的讲，常见的金属的化合价由＋1、＋2、＋3三种情况。

当金属和硝酸反应时，二者得失电子数目一定相等。

由题意知，金属失电子数＝2×金属的化合价，设硝酸的还原产物中氮元素的化合价为x，则氮元素得电子数目＝1×（5－x）。

因此有：2×金属的化合价＝1×（5－x），分三种情况讨论：当金属的化合价为＋1时，x ＝3（无答案），当金属的化合价为＋2时，x＝1（答案C），当金属的化合价为＋3时，x＝-1（无意义）。

二、原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以NO3-的形式存在，一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量和反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。

【例1】38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4mL气体（STP），反应消耗的硝酸的物质的量可能是：A．1.0×10－3mol B．1.6×10－3mol C．2.2×10－3mol D．2.4×10－3mol【解析】：由题意知，浓硝酸是适量的，存在由浓变稀的问题。

硝酸与金属反应计算题的解法一、代数方程法例1：38.4mg 铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到气体22.4mL （标准状况），则反应消耗的HNO 3的物质的量可能是（ ）A ．10103.⨯-molB ．16103.⨯-molC ．22103.⨯-molD ．24103.⨯-mol 解析：因随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸，则收集到的气体为NO 2与NO 的混合气体。

设与浓硝酸和稀硝酸反应的铜的物质的量分别为x 和y 。

则Cu HNO Cu NO NO H Ox x xCu HNO Cu NO NO H O y y y y +=+↑++=+↑+42242383248323332223322（浓）（稀）()() 由题意得x y g g mol x y LL mol +=⨯⋅+=⨯⋅⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪----3841064223224102243131... 解得x mol y mol =⨯=⨯--0451********..，。

从而得反应消耗的HNO 3的物质的量为48340451083015102210333x y mol mol mol +=⨯⨯+⨯⨯=⨯---...。

故正确答案为C 项。

二、电子守恒法例2：某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。

当参加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 ．NO 2B ．NOC ．N O 2D ．N 2解析：设该金属元素的元素符号为M ，化合价为n ；硝酸的还原产物中氮元素的化合价为x 。

因22235M M HNO N x n e n x e -++---−→−−−→−−−，()，则根据得失电子守恒的原则得52-=x n ；当n=1时，x =+3，不合题意；当n=2时，x =+1，符合题意；当n=3时，x =-1，不合题意；当n =4时，x =-3，不合题意。

故正确答案为C 项。

三、电荷守恒法例3：3.2g 铜与30 mL 8mol L ⋅-1硝酸充分反应，硝酸的还原产物有NO 2和NO 。

金属及其化合物与硝酸反应的计算题的解题方法与技巧近几年来的四川理综高考化学科目中，涉及金属及其化合物与硝酸的反应的有关计算频繁出现，且都出现在选择题的最后一个小题，分值6分，考察学生对化学计算中守恒思想的综合应用能力及学生的思维能力，区分度较高，成为化学高考的压轴题之一。

那么这类题从哪入手分析呢？从笔者的教学经验实践看，抓住硝酸的“去向”，紧扣守恒思想，不失为一解题捷径。

金属及其化合物的反应，主为氧化还原反应，硝酸的“去向”，不外乎三个方面：做氧化剂一般被还原为氮氧化物，大都为NO、NO2、N2O4等；起酸性作用，生成对应的硝酸盐；再则为没反应完的剩余硝酸。

根据守恒思维，可列出相关等式：氧化剂硝酸：由氮元素守恒有：n(HNO3)氧=n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)若有其他还原产物，可类似处理。

由电子守恒可列出反应的金属和还原产物间的关系：n(金属)×金属化合价=3n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)起酸性作用的硝酸，可用电荷守恒列出：n(HNO3)酸=n(金属)×金属化合价若反应后的混合物加入NaOH溶液使金属离子刚好被沉淀，则有：①n(NaOH)=n(HNO3)酸+n(HNO3)余（此时溶液中溶质只有NaNO3,电荷守恒）②沉淀金属离子耗的n(OH-)等于氧化还原反应中转移的电子的物质的量说明：②仅适用于金属单质与硝酸的反应，不适用于有金属化合物参与的同硝酸的反应；n(OH-)为已扣除中和过量硝酸的OH-。

综合以上列式，基本可以解出选项所需的答案例1.（2013.四川高考7）1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120mL (标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀，下列说法不正确．．．的是A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2 ︰1B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/LC. NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%D. 得到2.54沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600mL【解析】由c=（1 000ρw）/M，将数据代入可知B选项正确。

硝酸与金属反应的相关计算向50 mL 18 mol·L－1的H2SO4溶液中加入适量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量( )A ．小于0.45 molB ．等于0.45 molC ．在0.45～0.90 mol 之间D ．大于0.45 mol【解析】 浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。

浓硫酸与铜反应时，随着反应进行，其浓度也逐渐下降，当浓硫酸变为稀硫酸时反应就会停止。

因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。

据题意，被还原的硫酸物质的量理论值为n (H 2SO 4)＝12×18mol/L×0.05 L＝0.45 mol 。

答案】 A(2011年天津南开中学高一质检)将32.64 g 铜与140 mL 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO 和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L 。

请回答：(1)NO 的体积为________L ，NO2的体积为________L 。

(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH 溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。

(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH 溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g 。

【解析】 (1)设生成NO 的物质的量为x ，生成NO 2的物质的量为y 。

则有⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＝11.2 L22.4 L/mol 3x ＋y ＝32.64 g64 g/mol×2解得x ＝0.26 mol y ＝0.24 molV (NO)＝0.26 mol×22.4 L/mol＝5.824 L V (NO 2)＝0.24 mol×22.4 L/mol ＝5.376 L 。

(2)由原子守恒得：n (HNO 3)＝n (气体)＋n (NaOH)所以c (HNO 3)＝aV ×10－3＋0.50.14mol·L －1。

微专题26 金属与硝酸反应的规律与计算一、硝酸与金属反应的规律1．硝酸与金属反应不能产生H2。

2．还原产物一般为HNO3（浓）−−→NO2，HNO3（稀）−−→NO，很稀的硝酸还原产物也可能为N2O，N2，或NH4NO3。

3．硝酸与金属反应时既表现出氧化性，又表现出酸性。

4．硝酸与Cu反应：（1）Cu与浓硝酸反应时，浓硝酸被还原为NO2，氮元素的化合价变化由+5−−→+4；（2）Cu与稀硝酸反应时，稀硝酸被还原为NO，氮元素的化合价变化由+5−−→+2。

（3）一般情况下，硝酸的浓度越小，其还原产物的价态越低。

5．硝酸与Zn反应：（1）锌与浓硝酸：Zn+4HNO₃＝Zn(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O（2）锌与中等浓度的硝酸：3Zn+8HNO₃＝3Zn(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O（3）与一般稀硝酸4Zn＋10HNO₃＝4Zn(NO₃)₂＋N₂O↑＋5H₂O（4）与较稀硝酸反应：5Zn＋12HNO₃＝5Zn(NO₃)₂＋N₂↑＋6H₂O（5）与极稀硝酸反应：4Zn+10HNO₃＝4ZN(NO₃)₂+NH₄NO₃+3H₂O二、硝酸与金属反应的计算方法1．原子守恒法-的形式存在于溶液中；一部分HNO₃与金属反应时，一部分HNO₃起酸的作用，以NO3作为氧化剂，转化为还原产物。

这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO₃中氮原子的物质的量。

2．得失电子法HNO₃与金属的反应属于氧化还原反应，HNO₃中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。

3．电荷守恒法HNO ₃过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有：()()()n+-+3H NO M cc nc =+（n+M代表金属离子）。

4．离子方程式计算法金属与H 2SO 4，HNO ₃的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO 3-在H 2SO 4提供的H +的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H +或NO 3-进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。

例析硝酸与金属反应的计算技巧摘要：通过实例和相关变形处理，介绍了硝酸与金属反应的计算题教学，旨在帮助学生理清反应的原理，合理应用电子守恒、原子守恒、电荷守恒等守恒关系，掌握化繁为简、化难为易、加快解题速度等计算技巧，由此培养及提高学生的计算能力和创造性思维能力。

关键词：硝酸；金属；氧化还原反应；守恒；化学计算文章编号：1005?C6629（2016）5?C0078?C05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B硝酸和金属反应都是氧化还原反应，产物比较复杂。

解决有关计算的问题，需要学生有较强的思维能力。

近年来受新课改影响的部分教师过于重视探究过程，而忽视了对学生计算能力的培养，导致学生对硝酸与金属反应的计算问题，感到束手无策。

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、轻而易举了[1]。

为了帮助学生学会分析和思考，可以分类举例，有针对性地进行训练，并进行适当变形，力求让学生能举一反三，触类旁通。

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。

例题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L，NO2的体积为L。

分析：在反应中1mol Cu失去2mol电子，3.84g Cu即0.06mol Cu，共失去0.12mol电子。

HNO3每生成1mol NO要得到3mol电子，每生成1mol NO2要得到1mol电子。

再根据电子守恒的原则可列出方程组求解。

答案：NO的体积为0.224L，NO2的体积为2.016L。

如果将原来的题目经过变形，又可以有以下几种情况。

[变形1] 3.84g Cu和一定量的浓硝酸反应，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mL标准状况下的O2可以使集气瓶充满溶液？提示：HNO3在反应中可能被还原为NO，也可能被还原为NO2，但是最后都与O2反应，再次被氧化为HNO3。

探究硝酸与金属反应题目的多种解题方法硝酸与金属反应是化学课程中常见的一种实验室实验。

它可以帮助人们了解金属和硝酸之间的反应，这对于工业环境中的金属和酸的使用是非常重要的。

本文将从不同的角度出发，探讨硝酸与金属反应的多种解题方法。

首先，我们来看一下硝酸与金属反应的化学原理。

硝酸是一种强酸，它的分子结构由氧原子和氮原子组成，这种酸有极强的氧化能力，可以将金属分解成氧化物和氮气。

金属氧化后，有时会形成金属氧化物，这种氧化物比原金属更稳定，因此，硝酸可以用来氧化金属，是实验室中经常使用的一种试剂。

我们接下来看一下实验室实验中硝酸与金属反应的解题方法。

首先，实验者应仔细观察金属与硝酸之间的反应。

我们可以通过观察反应过程中金属表面变化来发现反应是否发生，这对于我们对此反应的认识和理解很有帮助。

其次，要试图猜测金属氧化反应产生的产物，可以通过金属元素的分子本质来判断金属氧化反应产物的物质组成。

最后，实验者要注意观察金属氧化反应产生的产物的溶解性，根据这一指标，我们可以判断金属氧化反应的化学稳定性。

总的来说，硝酸与金属反应是一种复杂的化学反应，但理解反应原理和解题方法都非常重要，切记不要因为复杂就无所适从。

本文从不同的角度出发，探讨了硝酸与金属反应的多种解题方法，希望能为实验者带来帮助。

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金属与硝酸反应有关计算的解题技巧金属与硝酸的反应是一种典型的氧化还原反应，涉及的计算知识面广，对初学者来说难度较大。

本文旨在总结解题规律和技巧。

一、指导思想1.由浓变稀的思想金属与一定量的浓硝酸反应时，随着反应过程中硝酸的不断消耗和反应生成的水不断增加，硝酸的浓度逐渐降低。

金属与浓稀硝酸的反应产物不同。

因此，当题目中浓硝酸是定量或适量时，要考虑酸由浓变稀的问题。

2.氮元素的守恒思想硝酸和不活泼金属反应一般生成硝酸盐和氮氧化物。

在此，硝酸担当了两个角色：酸和氧化剂。

如果分别知道了二者的物质的量，也就知道了总消耗的硝酸的物质的量。

例如，3Cu +8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O反应中，当3mol铜和8mol硝酸反应时，作为酸的硝酸的物质的量=6mol，即金属的物质的量与金属的化合价的乘积（3mol×2）；作为氧化剂的硝酸的物质的量=2mol，即NO的物质的量。

2mol + 6mol =8mol，即硝酸的总物质的量。

特别提出的是：当铜和浓硝酸反应气体产物是NO2时，同样存在作为氧化剂的硝酸的物质的量等于气体的物质的量的定量关系。

也就是说，当硝酸由浓变稀得到NO和NO2的混合气体产物时，也同样存在上述1:1的定量关系。

在这里体现了N元素守恒的思想。

二、典例解析1.元素守恒法例1：38.4mg铜与适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到22.4mL气体（STP），反应消耗的硝酸的物质的量可能是：A．1.0×10^-3mol。

B．1.6×10^-3mol。

C．2.2×10^-3mol。

D．2.4×10^-3mol解析：由题意知，浓硝酸是适量的，存在由浓变稀的问题。

即气体可能是NO和NO2的混合物。

但这并不影响解题。

由N元素守恒的思想可将硝酸一分为二：一是作为酸的硝酸的物质的量=金属的物质的量×金属的化合价=38.4/64×2×10^-3mol；二是作为氧化剂的硝酸的物质的量=22.4/22.4×10^-3mol，二者之和为2.2×10^-3mol，即反应消耗的硝酸的物质的量。

高中化学解题技巧：有关硝酸与金属反应的计算从反应的本质看: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↑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解析:铜不能与稀硫酸反应，但稀硫酸提供H+，盐提供NO3-，构成强氧化条件，能溶解铜并产生气体。

答案选C。

例2.铁铜混合物加入不足量的硝酸，反应后，剩余金属m1 g，再向其中加入一定量稀硫酸.充分振荡后，剩余金属m2 g，则m1与m2的关系是()。

A.m1一定大于m2B.m1一定等于m2C.m1可能等于m2D.m1可能大于m2解析:铁铜混合物与不足量的硝酸反应后生成硝酸盐，即溶液中的盐含有NO3-，再加稀硫酸提供H+，发生氧化还原反应，会再溶解一部分金属。

答案选A。

例3.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.无法判断解析:原Fe(NO3)2溶液中含有NO3-，再加入稀硫酸提供H+，发生氧化还原反应3Fe2++4H++NO3-===3Fe3++2H2O+NO↑溶液变黄，答案选C例4.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解析:题中告诉了HNO3和H2SO4的物质的量浓度，可以求出H+和NO3-的物质的量分别是0.06 mol，0.04 mol，0.03 mol Cu，显然要判断过量，NO3-和Cu过量.按照H+的量代入离子方程式计算.答案选B。

硝酸与金属反应的计算方法归纳高中化学学习过程中，硝酸与反应的计算是一个难点，也是高考的重要内容，更是学生出现错误率比较高的地方。

但是只要我们掌握了反应的实质，搞清楚了原理，对这一类题，就可以做到游刃有余，轻松解答。

以下从物质的量的计算、质量守恒、物料守恒、离子反应、氧化还原反应的实质相结合的角度加以归纳。

一、从硝酸在反应中的作用——酸性和氧化性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)，根据物料守恒——氮元素守恒解题。

例1．把3.84g铜投入盛有一定量浓硝酸的试管中，当在标准状况下收集到1.68L气体时，金属铜恰好全部消耗。

求反应中硝酸的物质的量。

(假设反应中只产生NO或NO 2)例2．6.4g铜与过量的硝酸充分反应后，硝酸的还原产物有NO2、NO，反应后溶液中所含H+为nmol，此时溶液中所含NO3－的物质的量？二、从氧化还原反应的规律——得失电子守恒一般情况下：金属失去的电子被+5价的氮得到，转化为NO 或NO2，根据得失电子解题。

例3．将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO的NO2混合气体在标准况下的体积为11.2L。

请回答：(1)NO的体积为L，NO2的体积为L；(2)(2)欲使铜与硝酸反应生成的气体在溶液中完全转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水g。

例4．将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体5.6L(标准状况)。

所得气体的平均相对分子质量为。

三、从离子反应角度——化学反应的本质金属与硝酸反应的本质是金属与H+和NO3-共同作用例5．某溶液100mL，其中含硫酸0.03mol，硝酸0.04mol，若在该溶液中投入1.92g铜粉微热，反应后放出一氧化氮气体约为？6．在100mL混合酸中，c(HNO3)=0.4mol·L-1，c(H2SO4)=0.2mol·L-1，向其中加入2.56g 铜粉，微热，待充分反应后，溶液中Cu2+物质的量浓度为多少？。

金属与硝酸反应的相关计算硝酸与金属反应时，金属被氧化成金属阳离子，硝酸被还原为低价氮的化合物。

常用的方法有：1.电子得失守恒：即金属失去的电子与硝酸中+5价N变为低价氮所得到的电子相等。

例：某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。

当参加反应的单质与被还原的硝酸的物质的量之比为2：1时，还原产物为：（）A、NO2B、NO C、N2O D、N22、原子守恒：即溶液中NO3-和放出的NO(NO2)中N的物质的量之和等于原硝酸的物质的量。

例：把3.84克铜投入到一定量的浓硝酸中，当在标准状况下收集到1.68L气体时，金属铜恰好全部消耗。

求反应中消耗硝酸的物质的量。

3.溶液中电荷守恒：溶液中金属阳离子、H+所带正电荷总数应等于NO3-所带负电荷总数。

例、将3.2克Cu与30mL10mol/L的硝酸充分反应，还原产物有NO、NO2，若反应后溶液中有amolH+,则此时溶液中含NO3-的物质的量为A、0.5amolB、2amolC、0.1molD、(0.1+a)mol4、硝酸与硫酸等其他酸的混合液与金属反应时，利用离子方程式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O进行计算并判断。

用反应中较少（不足量）的那种物质的给定量计算。

例：在100mL混合酸中，C(HNO3)=0.4mol/L,C(H2SO4)=0.2 mol/L,向其中加入2.56克铜,微热,待充分反应后，溶液中Cu2+的物质的量浓度为多少？跟踪训练：1、Zn与稀硝酸反应时，锌与硝酸所耗的物质的量之比为5：12，则硝酸在其还原产物中氮元素的价态可能为（）A、0B、+3C、+2D、+12、在标准状况下，将1.92克铜和一定量的浓硝酸反应，随着铜的不断溶解，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当Cu反应完后，共收集到1.12LNO和NO2的混合气体，求反应消耗的硝酸的物质的量和生成NO的体积。

3、在Zn、Cu的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反应后，剩余金属a克，再在其中加入一定量的稀盐酸，充分振荡后剩余金属b克，则（）A、a可能等于bB、a一定等于bC、a一定大于b D 、a可能大于b4、某溶液100mL，其中含硫酸0.03mol，硝酸0.04 mol，若在该溶液中投入1.92克铜粉并微热，反应后放出NO气体约为（）A、0.02 molB、0.01 molC、0.015 molD、无法计算5、14克铜银合金与足量某浓度的硝酸溶液反应，将放出的气体与1.12L（标准状况）O2混合通入水中，恰好全部被水吸收，则合金中铜的质量是多少？6、铜和鎂的合金4.6克完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL 的NO2气体和336mL 的N2O4,在反应后的溶液中，加入足量的NaOH溶液，生成的沉淀的质量为A、9.02gB、8.51gC、8.26gD、7.04g。

关于硝酸与金属反应的计算硝酸与金属反应是一种非常重要的化学反应，涉及到氧化还原过程。

下面将逐步介绍硝酸与金属反应的计算。

首先，我们需要了解硝酸的化学式和性质。

硝酸的化学式为HNO3，它是一种无机化合物。

硝酸是一种强酸，能够与金属发生反应。

硝酸可以分解，生成一氧化氮气体和水：2HNO3→2NO+O2+H2O当硝酸与金属反应时，氮氧化物会同时生成。

其次，我们需要了解金属的氧化还原性质。

金属的氧化性从左往右逐渐增强，而还原性从右往左逐渐增强。

金属的氧化性决定了其在反应中的行为，通常用来判断金属与酸反应的活动性。

在活动性序列中，金属的位置越靠前，其活动性越强，越容易与酸反应。

根据氧化性的规律，我们可以预测一些金属与硝酸反应的结果。

常见的金属如铁、锌、铝等在硝酸中可以发生反应，产生相应的盐和气体。

例如，铁与硝酸反应的化学方程式为：3Fe+8HNO3→3Fe(NO3)2+2NO+4H2O在这个反应中，铁被氧化成了二价铁离子（Fe2+），硝酸被还原成了一氧化氮（NO）和水。

其他金属与硝酸反应的方程式可以类似地推导和写出。

在具体的计算中，我们可以根据反应前后物质的摩尔比例来计算物质的摩尔量。

以铁与硝酸反应为例，假设反应实验中用到的硝酸摩尔量为n1，铁的摩尔量为n2，则根据反应方程式可以得到以下关系：3n2=8n1根据上述式子，我们可以根据已知条件求出所需的未知物质的摩尔量。

通过这些摩尔量的计算，我们可以进一步计算其他性质，如反应物的质量和体积等。

需要注意的是，实际反应中可能会有部分金属未能完全反应，还有一部分硝酸未能完全消耗。

这是由于反应条件或反应动力学等因素造成的。

在实验中，我们可以通过使用足够量的硝酸或调整反应条件来促使反应接近完全。

总结起来，硝酸与金属反应的计算涉及到确定反应的化学方程式，根据反应前后的物质摩尔比例计算摩尔量，然后再根据具体条件计算其他相关性质。

这样的计算对于了解反应的基本原理、控制反应过程以及在实际应用中具有重要意义。

金属与硝酸反应有关计算的解题技巧杨智;尹振红【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】1页(P48)【作者】杨智;尹振红【作者单位】山东省邹平第一中学;山东省邹平第一中学【正文语种】中文硝酸能与大多数金属反应,特别是与不活泼金属的反应,由于情况多样,反应复杂,对思维的灵活性要求很高．要解此类问题,除了要掌握一定的化学反应规律,还要求具备一定的数学计算能力．1.1 硝酸的还原产物硝酸是一种强氧化剂,浓度越大氧化性越强．当不活泼金属(如Cu、Ag)与浓硝酸反应时被还原为NO2,与稀硝酸反应时被还原为NO．当金属的还原性增强时,硝酸还原产物中氮元素的化合价逐渐降低,甚至得到N2O、N2、NH4NO3等．在反应过程中由于硝酸浓度的变化,还原产物也不单一．例如，锌与极稀的硝酸反应:1.2 硝酸的浓度变化不活泼金属与一定量的浓硝酸反应时,随着反应过程中硝酸的不断消耗，加上反应生成的水不断增加,硝酸的浓度会逐渐降低变成稀硝酸．浓、稀硝酸与不活泼金属反应的产物是不一样的，所以一定要注意考虑硝酸由浓变稀的问题．1.3 硝酸的角色在金属与稀硝酸反应时,例如，3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O, 作为反应物的硝酸并不是纯氧化剂．参加反应的8 mol硝酸去了2个地方,一部分变成了Cu(NO3)2，一部分变成了NO．也就是说硝酸担任了2个角色，氧化剂(2 mol)，酸(6 mol)．若硝酸参加了多个反应,根据化学方程式很难求总的硝酸的量时,可根据元素守恒思想求出作为氧化剂的硝酸和作为酸的硝酸的量,二者加和即可．当然,若硝酸被还原为NO、NO2,则气体的物质的量就是作为氧化剂的硝酸的物质的量，而作为酸的硝酸的物质的量是参与反应的金属的物质的量与其化合价的乘积．2.1 元素守恒例1 将16 g铜投入到一定量的浓硝酸中,反应结束后铜全部溶解,共收集到标准状况下6.72 L气体,反应消耗的硝酸的物质的量可能是( )mol.A 0.3;B 0.5;C 0.8;D 1由题意知,浓硝酸是适量的,存在由浓变稀的问题．即气体可能是NO和NO2的混合物．其中作为酸的硝酸的物质的量为金属的物质的量乘以金属的化合价，即0.25×2 mol,作为氧化剂的硝酸的物质的量为气体的物质的量，即0.3 mol,二者之和为0.8 mol．答案为C.2.2 电子守恒例2 某金属单质与一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物，当参加反应的单质与被还原的硝酸的物质的量之比为2∶1时,还原产物是( ).A NO2;B NO;C N2O;D N2设硝酸的还原产物中氮元素的化合价为x,则氮元素得电子数目为1×(5-x),金属失电子数为其化合价的2倍,常见金属的化合价有+1、+2、+3,故分3种情况讨论，可得x=1,答案为C.2.3 极端假设例3 4.9 g镁铁混合物溶解在过量的某浓度的稀硝酸中,完全反应后得到标准状况下NO气体2.24 L,若向反应后的溶液中加入足量的烧碱,则可生成沉淀的质量是( ).A 6 g;B 8 g;C 10 g;D 12 g可用极限思想求出沉淀的取值范围．第1步,假设金属全部是Mg,则沉淀为Mg(OH)2,由Mg→Mg(OH)2知，沉淀的质量为11.8 g．第2步,假设金属全部是Fe, 同样得到沉淀的质量为9.36 g．即沉淀的取值范围为9.36 g<m<11.8 g.答案为C.例4 (2016年天津卷7(6))铜与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成的2种气体均由表中2种元素组成,气体的相对分子质量都小于50．为防止污染,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1 L 2.2 mol·L-1 NaOH溶液和1 mol O2,则2种气体的分子式及物质的量分别为______,生成硫酸铜的物质的量为______．【说明】表中元素有C、 N、 O、 Si、 S、 Cl.根据题意知硝酸全部被还原,且生成的气体中不含SO2,这2种气体是NO和NO2.设NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y,NO和NO2在NaOH溶液中被氧气完全氧化为NaNO3.由元素守恒思想可得x+y=2.2 mol,由电子守恒思想可得3x+y=4,二式联立解方程可得x=0.9 mol,y=1.3 mol．再由电子守恒可知2n(Cu)=3x+y=4 mol,则n(Cu)=2 mol,n(CuSO4)=2 mol.。

高中化学解题技巧：有关硝酸与金属反响的计算从反响的本质看:金属与硝酸反响的实质是金属与H+和NO3-共同作用.例如:铜与稀硝酸反响的实质是 :3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++4H2O+2NO↑3Fe2++4H++NO3-===3Fe3++2H2O+NO↑1.铜粉放入稀硫酸溶液后，加热后无明显现象发生，当参加以下一种物质后，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)3解析:铜不能与稀硫酸反响，但稀硫酸提供H+，盐提供NO3-，构成强氧化条件，能溶解铜并产生气体。

答案选C。

例2.铁铜混合物参加缺乏量的硝酸，反响后，剩余金属m1g，再向其中参加一定量稀硫酸.充分振荡后，剩余金属m2g，那么m1与m2的关系是()。

一定大于m2一定等于m2可能等于m2可能大于m2解析:铁铜混合物与缺乏量的硝酸反响后生成硝酸盐，即溶液中的盐含有NO3-，再加稀硫酸提供H+，发生氧化复原反响，会再溶解一局部金属。

答案选A。

例3.Fe2+可以水解:Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+，现向Fe(NO3)2溶液中参加足量的稀硫酸，那么溶液的颜色()。

A.浅绿色加深B.颜色变浅C.溶液变黄D.无法判断解析:原Fe(NO3)2溶液中含有NO3-，再参加稀硫酸提供H+，发生氧化复原反响3Fe2++4H++NO3-===3Fe3++2H2O+NO↑溶液变黄，答案选 C4.在100mL混合溶液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是mol/L，mol/L向该混合液中参加g铜粉，加热待充分反响后，所得溶液中Cu2+的物质的量浓度是()。

解析:题中告诉了HNO3和H2SO4的物质的量浓度，可以求出H+和NO3-的物质的量分别是mol，mol，molCu，显然要判断过量，NO3-和Cu过量.按照H+的量代入离子方程式计算.答案B。

从硝酸在反响中的作用:参加反响的硝酸一局部显酸性，生成硝酸盐，另一局部作氧化剂，一般转化为氮的氧化物(NO或NO2)，根据氮元素守恒解题。