金属与硝酸反应的计算课件

关于金属与硝酸反应的计算第1页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三1、原子守恒法

Cu+4HNO3(浓)

=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OHNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用以NO3-的形式存在于溶液中；一部分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物质的量。n(反应的硝酸)=n(被还原的硝酸)+n(未被还原的硝酸)=n(被反应的硝酸)+2n(Cu2+)第2页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三例.25.6mgCu跟含有1.4×10-3mol的硝酸恰好完全反应,反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为

A．7.84mLB．13.44mL()C．15.68mLD．17.92mLB解析：扩放数据,简化计算n(Cu)=0.4mol,生成0.4molCu(NO3)2,故生成气体为1.4mol-0.4mol×2=0.6mol，气体体积为0.6×22.4=13.44L。第3页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三2、电子得失守恒法

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电子的物质的量。第4页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三例.某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比为2:5，则HNO3的还原产物是（）

A.NH4NO3B.N2OC.NOD.NO2AB解析:若二价金属(M)为2mol,生成2molM(NO3)2,未被还原的硝酸4mol,被还原的硝酸1mol,根据得失电子数相等,HNO3中N元素被还原成+1价,应为N2O;NH4NO3中N元素的平均化合价为+1价。答案AB。第5页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）则有：c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。3、电荷守恒法第6页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三例.3.2g铜与过量硝酸反应，硝酸被还原为NO2和NO。反应后溶液中含H+amol,则此时溶液中含NO3-的物质的量为__________mol。解析:

反应后的溶液中溶质是:Cu(NO3)2和HNO3。n(NO3-)=2n(Cu)+n(H+)=2×0.05+a=(0.1+a)mol(a+0.1)第7页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三4、利用离子方程式计算法

金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO3-

在H2SO4提供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NO3-进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。第8页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三例.1L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.2.4gB.3.2g

C.6.4gD.9.6g解析:n(H+)=0.1+0.8=0.9(mol)n(NO3-)=0.1mol3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O3mol8mol2mol0.9mol0.1molNO3-不足,溶解n(Cu)=0.15mol;m(Cu)=9.6(g)B第9页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三1、金属与HNO3反应的计算2、合金与HNO3反应的计算5、金属与HNO3反应后，再加NaOH使金属离子沉淀的计算4、金属与HNO3反应，产生的气体又被O2氧化成HNO3的计算3、金属与HNO3、H2SO4混酸反应的计算相关题型第10页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三1、金属与HNO3反应的计算例.把7.2g铁粉投入40mL某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体1.6g,产生NO2和NO的混合气体0.08mol。若不考虑N2O4的存在,则原HNO3溶液的物质的量浓度为()A.3.5mol/LB.4.5mol/LC.7.0mol/LD.9.0mol/L

3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O(Fe多)Fe+4HNO3(稀)

=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O(Fe少)解析：铁剩余说明应按第一个方程式进行计算，反应所消耗的铁的物质的量为0.1moln(反应的硝酸)=n(被还原的硝酸)+n(未被还原的硝酸)=n(被反应的硝酸)+2n(Fe2+)=0.08mol+0.2mol=0.28molC（HNO3）=0.28mol/0.4L=7.0mol/L

C第11页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三2、合金与HNO3反应的计算

(2009·启东模拟)某高三研究性学习小组为了测定某铜银合金的成分，将30.0g该合金溶于80mL13.5mol/L的浓HNO3中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L(标准状况)，并测得溶液的c(H＋)＝1mol/L，假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算：(1)被还原的硝酸的物质的量；(2)合金中银的质量分数。第12页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三解析：

反应所产生的气体为NO和NO2的混合气体，n（混）=0.3mol，即被还原的硝的物质的量为0.3mol.已知n(HNO3)剩＝0.08mol、n(HNO3)还原＝0.3mol，得硝酸银和硝酸铜中所含NO3-的物质的量为0.7mol，设合金所含铜的物质的量为x，银的物质的量为y，根据得失电子守恒和氮原子守恒，列方程组如下64x+108y=30.02x+y=0.7X=0.3Y=0.1进而求得合金中银的质量分数为36.0%第13页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三三、金属与HNO3、H2SO4混酸反应的计算15.有一含0.04molH2SO4、0.04molHNO3的混合稀溶液，加入足量的铜粉，加热充分反应，最终可产生气体的物质的量是………

（）A.0.01molB.0.03molC.0.04molD.0.01-0.03mol解析:n(H+)=0.08+0.04=0.12(mol)n(NO3)=0.04mol3Cu+8H++2NO3+=Cu2++2NO↑+4H2O3mol8mol2mol0.12mol0.04molH+不足,n(NO)=0.12/4=0.03mol第14页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三

例31.92g铜投入一定量浓HNO3中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672ｍＬ气体（标准状况），将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的Ｏ2

，恰好使气体完全溶于水中，则通入Ｏ2的体积（）

A.504ｍＬB.336ｍＬ

C.224ｍＬD.168ｍＬB四、金属与HNO3反应，产生的气体又被O2氧化成HNO3的计算第15页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三解析：反应过程为铜与硝酸反应失电子，硝酸得电子被还原为NO、NO2，接着NO、NO2与氧气和水反应重新生成硝酸，在生成硝酸的这个反应里NO、NO2失电子，氧气得电子，由电子守恒得铜在反应中失电子数等于氧气得电子数。

即(1.92/64)*2=n(O2)*4求得n(O2)=0.015molV(O2)=336ml第16页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三五、金属与HNO3反应后，再加NaOH使金属离子沉淀的计算例.(2000年上海市)铜和镁的合金4.6g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气体（气体的体积已折算到标准状况），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.8.26gD.7.04g第17页，讲稿共19页，2023年5月2日，星期三解析:沉淀的质量为金属C