硝酸与金属反应计算方法的归纳

1、硝酸与金属反应的计算方法归纳在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 NO 2)，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。

2、求反应中硝酸的物质的量。(假设反应中只产生NO或NO2)解析：因为 1 mol Cu 参加反应生成Cu (NO 3)2 对应 2 mol HNO 3 显酸性，即 Cu 2HNO 3，其余的硝酸中的氮全转移到NO 或 NO2 中，即 HNO 3 NOm，根据氮元素守恒法可得关系：nHNO 3=2nCu +NOm=23.84g+1.68g64g/mol22.4L/mol=0.195mol答案： 0.195mol 。例 26.4g 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NO 3 的物质的量 ()A 0.28molB 0.31mo

3、lC (n 0.2) molD (n 0.4) mol解析：反应后溶液中溶质为Cu(NO 3)2 和 HNO 3，根据氮元素守恒法可得关系：n- = 2 n 2 +H nN O= 2C nu+ nN OC u3H36.4=2+n =(n+0.2)mol64答案： C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) 欲使铜与硝酸

4、反应生成的气体在溶液中完全转化为NaNO 3，至少需要 30%的双氧水g。解析： nNO x11.2L=0.5mol=22.4L/mol设产生 NO 2 的物质的量为 x ，则 NO 的物质的量为 (0.5mol-x) 。根据得失电子守恒，得下列方程：1x 1+(0.5mol-x)3=22.64g2 ，64g/mol解得： x0.24mol ，即： VNO 2 =0.24mol22.4L/mol=5.4LVNO =(0.5mol-x)22.4L/mol。=(0.5mol-0.24mol) 22.4L/mol=5.8L从反应的始态和最终状态看，铜在反应中失去电子，双氧水在反应中得到电子，需30%

5、 的双氧水的质量为 m 据得失电子守恒有：32.64m30 002，2=3464解得： m=57.8 g答案： (1)5.4L ， 5.8L ； (2)57.8g 。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。解析：随着反应的进行， 硝酸浓度不断减小，故反应后阶段发生的是铜与稀硝酸的反应。5.6L=0.25mol ，故消耗硝酸：nNO m =22.4L/molnHNO 3 =2nCu +nNO m12.8g=2+0.25mol=0.65mol设产生 NO2 的物质的量为x ，则 NO 的物质的量为 (0.25mol

6、-x) 。根据得失电子守恒，得下列方程：x1+(0.25mol-x)3=212.8g64g/mol解得： x0.175molM=0.17546+0.07530 =41.2g/mol0.25故所得气体的平均相对分子质量为41.2 。答案： 41.2三、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( )A 0.02molB 0.01molC 0.015molD无法计算解析： n(Cu) 1.92g=0.03mol ，6

7、4g/mol2n(NO 3) 0.04mol ，n(H ) 2n(H2SO4) n(HNO 3) 0.06mol 0.04mol 0. 1mol ，Cu(NO 3)2 中有 NO 3-，溶液若根据 3Cu8HNO 3 3Cu(NO 3)2 2NO 4H 2O 来计算，生成中 H+足量，故它们能与铜继续反应，这样计算起来很繁琐，也容易出错。离子方程式能反映出化学反应的本质特征，根据3Cu 2NO3- 8H + 3Cu2+ 2NO 4H2 O 离子方程可看出 Cu 少量， Cu 全部参与反应，故 n(NO) 0.02mol 。答案：选项 A 。说明： 若题目给出 Cu 的物质的量为0.07mol

8、，则铜有剩余， NO3-不足量， H+ 也有剩余，所以 n(NO) 0.04mol ，即生成物是硫酸铜与一氧化氮。例 6在 100mL 混合酸中， c(HNO 3-1， c(H24-1，向其中加入 2.56g)=0.4mol LSO )=0.2molL铜粉，微热，待充分反应后，溶液中Cu2+物质的量浓度为多少？解析：若直接根据化学反应方程式Cu 8HNO 33Cu(NO 3)2 2NO 4H 2O 计算，则会判断出 Cu 过量，根据硝酸的量计算， 从而得出 c(Cu2+-错误的结果。 因 H2SO4) 0.15mol L提供的 H +也可参加反应，所以解此题的关键是要抓住反应的本质，根据3Cu 2NO 3- 8H+ 3Cu2+ 2NO 4H 2O 离子方程式解答。因为n(Cu) 2.56g 64 gmol -1 0.04mol ，+-1 0.2mol L-10.1L2-1n(H)=0.4mol L 0.1L 0.08mol ， n(NO 3 ) 0.4mol L 0.1L=0.04mol ，H +不足，所以