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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。
高中化学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 。
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。
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.⨯-mol B. 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 O xxxCu HNO Cu NO NO H Oyy 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 2 B. NO C. N O 2 D. 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 xn 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 。
硝酸与金属反应的化学方程式硝酸是一种强氧化剂，常用于实验室和工业生产中。
它可以与许多金属发生反应，生成相应的金属盐和氮氧化物。
下面是一些常见的硝酸与金属反应的化学方程式及其解释。
1. 硝酸与铜反应：3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O解释：硝酸与铜发生反应时，铜被氧化为二价铜离子，硝酸被还原为一氧化氮和水。
生成的铜离子与硝酸根离子结合形成铜硝酸盐。
同时，反应过程中放出的一氧化氮气体可以形成棕色烟雾。
2. 硝酸与铁反应：3Fe + 8HNO3 -> 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O解释：硝酸与铁发生反应时，铁被氧化为二价铁离子，硝酸被还原为一氧化氮和水。
生成的铁离子与硝酸根离子结合形成铁硝酸盐。
同时，反应过程中放出的一氧化氮气体可以形成棕色烟雾。
3. 硝酸与锌反应：Zn + 2HNO3 -> Zn(NO3)2 + H2O解释：硝酸与锌发生反应时，锌被氧化为二价锌离子，硝酸被还原为水。
生成的锌离子与硝酸根离子结合形成锌硝酸盐。
4. 硝酸与铝反应：2Al + 6HNO3 -> 2Al(NO3)3 + 3H2O解释：硝酸与铝发生反应时，铝被氧化为三价铝离子，硝酸被还原为水。
生成的铝离子与硝酸根离子结合形成铝硝酸盐。
这些反应中，硝酸起到了氧化剂的作用，将金属氧化为相应的离子形式。
同时，硝酸自身被还原为氮氧化物和水。
生成的金属离子与硝酸根离子结合形成相应的金属硝酸盐。
硝酸与金属反应的特点是产生氮氧化物。
在反应过程中，一氧化氮气体会释放出来，形成棕色烟雾。
这是由于一氧化氮与空气中的氧气反应形成二氧化氮，而二氧化氮在空气中会与水蒸气反应形成硝酸，从而形成可见的棕色烟雾。
硝酸与金属反应是一种常见的化学反应，它具有重要的实验室和工业应用。
在实验室中，我们可以利用这些反应来制备金属盐，用于分析和实验。
在工业上，硝酸与金属反应可以用于生产金属盐和氮氧化物。
教育技术新课程NEW CURRICULUM示如下图1-6所示，动画展示略。
图1-6看完老师讲的这些内容，同学们都学会了吗？请同学们做一做课本上的习题吧。
（二）课堂互动探讨经过学生自主对教学视频的学习和习题的练习后，教师在课堂上对学生进行提问，可以问学生：“谁可以告诉我都学了什么内容？”很多学生回答说：“画垂线。
”教师这时可以问学生：“如何画垂线呢？”有的学生说用三角板，而有的学生说用量角器，这时教师不妨鼓励一下学生：“非常好，那老师检验一下同学们学得怎么样。
”然后教师请几位学生在台上展示垂线的画法。
教师利用多媒体设备将学生的画法一一投影到屏幕上，然后和学生一起讨论学习，深化知识点。
（三）微视频翻转课堂教学分析这段《画垂线》微视频时间是5分钟，通常微视频时间不宜超过10分钟。
本视频教学包含了四个部分的内容：怎样画两条互相垂直的直线、怎样过直线上一点画该直线的垂线、怎样过直线外的一点画该直线的垂线、几种垂线的错误画法。
教师运用微视频将几种不同情况的垂线画法展示给了学生，学生在观看和学习视频教学内容时，充满着好奇心，会自主地拿出三角尺和量角器进行实际操作。
微视频非常直观地将《画垂线》这个知识点展现给了学生，还布置了学生练习习题，充分调动了学生的主观能动性，培养了学生理论知识与实际操作的联想意识。
特别是最后的错误画法展示，更能加深学生对知识点的理解。
再经过课堂上的互动探讨，将学生的一些不足之处展示出来，借助多媒体设备提高教学效率，同时加深了学生的理解。
小学数学通过基于微视频翻转课堂的授课模式，锻炼了学生自主学习能力，培养了学生独立思考能力，同时也提高了教学效率，贯彻了以人为本、以学定教的教学理念。
参考文献：［1］郭晓燕.微视频在小学信息技术教学中的应用研究［D］.天津师范大学，2015.［2］陈会源.基于微视频的翻转课堂教学模式研究［D］.山东师范大学，2015.［3］吴峥.基于翻转课堂理论的小学数学个别化教学模式［D］.华东师范大学，2014.•编辑王团兰金属与硝酸反应计算专题刘丽徐波（吉林省靖宇县第一中学）金属与硝酸反应是中学化学中氧化还原反应方面的一个重要计算。
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+ +2H2O Fe(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。
