高考化学一轮复习：金属与硝酸反应的规律与计算（全国）原卷版

微专题23金属与硝酸反应的规律与计算

,考情分析）

以硝酸的性质与用途为载体考查硝酸、

金属与硝酸反应的的强氧化性及其计算一直是高考出题

规律与计算的方向和考查的重点，经常以选择题

的形式出现。

1.（2023•湖北•统考高考真题）学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题:

⑴铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为装置B的作用为

会一NaOH溶液

ABC

（2）铜与过量He?反应的探究如下:

+Na2s溶液

»无明显现象

过量30%比。2»铜片溶解,溶液变蓝,少量无色气体产生

血片

实验②中Cu溶解的离子方程式为；产生的气体为。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H+

的作用是o

⑶用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X,元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰

性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y,-=1„X的化学式为_____。

m6

⑷取含X粗品0.0500g（杂质不参加反应）与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂,

用0.1。0。1110卜17N225203标准溶液滴定，滴定终点时消耗Na2s03标准溶液15.00mL。（已知：

2+

2Cu+4r=2CuIJ+I2,I2+2s2。：=21+SQr)标志滴定终点的现象是，粗品中X的相对含量

解金属与硝酸反应计算题的一般方法

一、硝酸与金属反应的规律

1.硝酸与金属反应不能产生出。

2.还原产物一般为HN03(浓)--->N02,HNO3(稀)---->NO,很稀的硝酸还原产物也可能为史0,

N2,或NH4N03o

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+2NO2f+2H2O

(2)锌与中等浓度的硝酸：3Zn+8HNC)3=3Zn(NO3)2+2NOt+4H20

(3)与一般稀硝酸4Z11+IOHNO3=4Zn(NO3)2+N20f+5H2O

(4)与较稀硝酸反应：5Zn+12HNO3=5Zn(NO3)2+N2f+6H2O

(5)与极稀硝酸反应：4Zn+10HNO3=4ZN(NO3)2+NH4N03+3H20

二、硝酸与金属反应的计算方法

1.原子守恒法

HNOs与金属反应时，一部分HN03起酸的作用，以N。；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中氮原子的物质的量。

2.得失电子法

HN03与金属的反应属于氧化还原反应，HN03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

HNC）3过量时反应后溶液中（不考虑0H-）有：

C（NO）=C（H+）+"M"［（M"+代表金属离子）。

4.离子方程式计算法

金属与H2s。4,HN03的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO］在H2s。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N。］进行相关计算，

且溶液中要符合电荷守恒。

加典

1.巾022•北京•高考真,）下列方程式与所给事实不相得的是

A.加热NaHCOs固体，产生无色气体：ZNaHCC^NazCOs+HzO+COzT

+3+

B.过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体：Fe+NO3+4H=Fe+NOT+2H2O

ONaOH

C.苯酚钠溶液中通入CO,,出现白色浑浊：彳\

I|］+CO2+H2O―►IJJ+NaHCO3

D.乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热，产生有香味的油状液体：

A

看3

CH3CH2OH+CH3COOHCH3coOCH2cH+H2O

2.（1o21.海南.统考高考真事）用如图装置制取干燥的气体（a、b表示加入的试剂），能实现的是

浓H2so4

选项气体ab

AH2S稀H2SO4FeS

耳。溶液MnO

B0222

CNO2浓HNC(3铁片

DNH3浓氨水CaO

A.AB.BC.CD.D

3.4021•广东・高考真||）化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是

选项操作或做法目的

A将铜丝插入浓硝酸中制备NO

B将密闭烧瓶中的NO?降温探究温度对平衡移动的影响

C将澳水滴入KI溶液中，加入乙醇并振荡萃取溶液中生成的碘

D实验结束，将剩余NaCI固体放回原试剂瓶节约试剂

A.AB.BC.CD.D

1.（2023春•福建福州•高一校联考期中）关于硝酸的说法正确的是

A.敞口放置的浓硝酸，浓度会变低是因为浓硝酸有吸水性

B.稀硝酸与Cu反应生成N。和硝酸铜时，硝酸既表现强氧化性又表现酸性

C.硝酸电离出的H+,能被Zn、Fe等金属还原成力

D.常温下，向浓硝酸中投入Fe片，不会产生大量的红棕色气体，没有反应发生

2.（向23春・江西宜春•高一上高中学校考期小）将7.6g铁、铜合金加入100mL某浓度的稀硝酸中，完全反

应后，溶液仍呈强酸性，且共收集到NO气体2.24L（标准状况下）。若反应前后溶液的体积变化忽略不计，则

下列说法不正确的是

A.上述反应中金属共失去电子0.3molB.原硝酸的浓度：c（HNO3）=3moi・L-i

C.合金中，铜的质量为4.8gD.反应后，铁的化合价为+3

3.（2023春•江苏常州•高一常州高级中学校考阶段练习）为了测定铁铜合金的组成，将7.6g铁、铜合金加

入100mL某浓度的稀硝酸中，将合金完全溶解后，共收集到N。气体2.24L（标准状况下），并测得溶液中H+

的浓度为0.5mol・LZ若反应前后溶液的体积变化忽略不计，则下列判断不正确的是

A.上述反应中金属共失去电子0.3mol

B.合金中，铜的质量为4.8g

C.原硝酸的浓度：c（HNC）3）=3mol・LT

D.要使溶液中的金属离子完全沉淀，需加5mol吐-1的NaOH溶液70mL

4.（向23春・四川成都•高一校考期中）我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中"强水"条目

下写道："性最烈，能蚀五金......其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。"这里的"强水”是指硝酸，下

列有关硝酸的相关描述中正确的是

A.王水指浓硝酸与浓盐酸按3：1的体积比混合所得的混合物

B.向装有Fe（NO3）2溶液的试管中加入稀硫酸，可在试管口观察到红棕色气体

C.常温下，浓硝酸可以用铝制容器储存，说明浓硝酸与铝不反应

D.稀HN03与金属反应时，可被还原为更低价态，说明稀HN03氧化性强于浓HN03

5.（2023春•黑龙江鹤岗•高一鹤岗一中校考期中）将铁粉和铜粉的均匀混合物平均分成四等份，分别加入同

浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表（设硝酸的还原产物只有

NO）。下列说法正确的是

编号①②③④

硝酸体积/mL100200300400

剩余金属/g18.69.600

NO体积/L2.244.486.72V

A.①中溶液存在Fe3+B.n（Fe）:n（Cu）=1:1

C.硝酸的浓度为2.5mol/LD.④中V=8.96

6.（2023春•福建福州•高一福建省福州第一中学校考期中）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.NO2B.NOC.N20D.N2

7.（1o22•山东德州•统考二模）［下列有关计算正确的是

A.Na2C>2作供氧剂时，每生成5.6LO2（标况），转移电子数为0.25NA

B.1.92gCu与足量稀硝酸反应，被还原硝酸的物质的量为0.02mol

C.利用铝热反应制备金属时，每得到ImolFe,一定消耗0.5mol氧化剂

D.已知NH3的燃烧热为316.25kJ/mol,则N&燃烧的热化学方程式为：

4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=-1265kJ/mol

8.（2022秋•新疆和田•高三统考期中）向mg由铁粉和铜粉组成的混合物中，加入某浓度的稀硝酸，充分反

应后测得生成NO的体积［V（NO）］（已换算成标准状况下）、m（固体剩余质量）随加入的稀硝酸的体积的变化如图

所示（设硝酸的还原产物只有NO）。下列说法中正确的是

稀硝酸的体积/mL

A.稀硝酸的浓度为

B.a点时，100mL稀硝酸中溶解了Fe和Cu共8.4g

C.b点对应的溶液中可能含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+、Cu2+

D.加入稀硝酸至400mL时，收集到的V（N。）约为6.91L

1.（2022秋•山东聊城•高三聊城二中校考期中）某兴趣小组探究金属与硝酸的还原产物，进行了下列三组实

验，下列说法正确的是

实验操作（室温）及实验现象

①将足量的铜粉加入ImLlOmolI-HNOs中，溶液呈绿色，产生红棕色气体

②将足量的铜粉加入lOOmLO.lmoLLTHNOs中，溶液呈蓝色，产生无色气体

③将足量的铁粉加入lOOmLO.lmoLLTHNO?中，溶液呈浅绿色，无气体生成

A.实验①②反应后溶液颜色不同，说明氧化产物不同

B.实验②中产生的气体不能和血红蛋白结合

C.实验③中铁发生了钝化

D.以上实验说明硝酸的还原产物与硝酸的浓度及金属的活泼性有关

2.（2022秋•山东青岛,高三统考期末）浓硝酸和稀硝酸均具有强氧化性，浓硝酸还原产物为NCh,稀硝酸还

原产物为N。。同温同压下，O.lmol金属单质M与足量浓硝酸反应，生成NO2体积为Vi；O.lmol金属单质

N与足量稀硝酸反应，生成N。体积为V2。下列说法错误的是

A.M和N反应中，被还原硝酸的物质的量之比一定为小

B.M和N反应中，消耗硝酸的物质的量之比一定为贵

V

C.产物中M和N化合价之比一定为才

D.将生成的气体恰好溶于水生成硝酸，需要通入氧气的体积之比一定为第

3.（2023・全国•高三专题练习）硝酸与金属反应后所得还原产物与硝酸的浓度和金属的活泼性有关。10mL0.5

mol・L-iHNC）3与0.048gMg恰好完全反应。若氮元素只被还原到一种价态，下列说法不正确的是

A.HN03作还原剂

B.HN03浓度越低，N元素还原价态越低

C.反应中转移电子数为0.004mol

D.还原产物可能为NH4NO3

4.（2023•山东淄博•校联考二模）探究铜与硝酸反应的生成NO时的硝酸浓度。如图所示，先通N?一段时间

后关闭活塞K,将铜丝伸入溶液中，当A中气体变为无色时，上提铜丝，再将B中溶液稀释至200mL,取

20.00mL,用Q20mol.LT的NaOH溶液滴定至终点时消耗15.00mL（忽略硝酸的挥发、分解及溶液体积变化）。

下列说法正确的是

接尾气

吸收装置

HNC>3溶液

A.可用盛有NaOH溶液的洗气瓶进行尾气吸收

B.铜与硝酸反应主要生成NO时的硝酸浓度不大于8moi.广

C.若不通N”可能导致所得实验结果偏高

D.若通过直接滴定A中剩余酸的量（掩蔽掉Ci?+的干扰）进行求算，所得实验结果偏低

5.4023•全国•高三专题练习）将1.92g铜粉与一定量的浓硝酸反应，硝酸的还原产物为N。和N02,当铜

粉完全反应时收集到混合气体1.12L（气体体积折算为标准状况）。则所消耗硝酸的物质的量是

A.0.08molB.0.09molC.O.llmolD.0.12mol

6.（向23•全国•高三专题练习）用图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。

FeSCh溶液

AB

主要实验操作实验现象

①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色

打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无

逐渐变浅；反应停止后，A中无固体剩余。

明显现象，加热烧瓶，反应开始后停止加热。

②B中溶液变棕色。

取少量A中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氟化钾溶液③溶液变为红色

④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气

取少量B中溶液，加热

中变为红棕色

已知：FeSO4+NO=Fe（NO）SO4（棕色）4承0。

下列说法正确的是

A.滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是：温度低，反应速率太慢

B.实验现象③说明反应后A中溶液含有Fe2+

C.实验现象④说明A中有NO生成

D.可用浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有NH：

7.（前23•全国•高三专题练习|）将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准

状况下11.2L的NO和N02的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH溶液中，

气体恰好被吸收生成NaNCh。下列说法不正确的是

A.标准状况下，通入的。2体积为5.6L

B.向反应后的溶液加NaOH,使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为l.Omol

C.标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的N02

D.硝酸的物质的量浓度为10.0mol-LT

8.（2023春•重庆万州•高三重庆市万州第二高级中学校考阶段练习）将一定质量的镁铜合金加入到稀硝酸中，

两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO,向所得溶液中加入物质的量浓度为3mo卜NaOH

溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,则下列有关叙述中正确的是（）

A.加入合金的质量不可能为6.4g

B.参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol

C.沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150mL

D.溶解合金时收集到NO气体的体积在标准状况下为2.24L

9.（1。23•高一课时练习）关于硝酸的说法正确的是

A.硝酸电离出的H+离子，能被Zn、Fe等金属还原成也

B.浓HN03与浓HCI按301的体积比所得的混合物叫王水

C.硝酸与金属反应时，主要是+5价的氮元素得电子

D.常温下，向浓HN03中投入Fe片，会产生大量的红棕色气体

10.（2023春•甘肃张掖•高一高台县第一中学校考阶段练习）在某100mL混酸中，硝酸的物质的量浓度为

0.4mol/L,硫酸的物质的量浓度为0.2mol/L,加入2.56g铜粉，微热，待充分反应后，溶液中CM+的物质的

量浓度为

A.O.15mol/LB.O.3mol/LC.O.225mol/LD.无法计算

11.(|o22秋・湖南岳阳•高三校考阶段练习|)实验研究发现，金属与硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度

越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与足量很稀的硝酸充分反

应，反应过程中无气体放出，在反应结束后的溶液中逐滴加入5moi/LNaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)

与产生沉淀的物质的量(mol)关系如图所示，下列说法正确的是

B.样品中铝粉和铁粉的质量之比为5：3

C.。点对应NaOH溶液的体积为48mL

D.原硝酸溶液中硝酸的物质的量为0.5mol

12.(［。23・全国•高三专题练习)铁粉与硝酸反应可制备硝酸铁，硝酸铁溶液可用于刻蚀银器。铁粉用量和

硝酸浓度都会影响反应产物。

I.常温下过量铁粉与不同浓度硝酸反应的还原产物的探究。利用如图装置进行实验，其中装置A为氮气氛

⑴实验一：硝酸初始浓度为12.0mol・L时，硝酸的还原产物主要是N02。装