金属和硝酸反应的分类题型
一、知识要点：
硝酸是一种很强的氧化剂，不论稀、浓硝酸都有氧化性。硝酸越浓氧化性越强。同浓度的硝酸温度越高氧化性越强。硝酸浓度不同，氧化能力不同。硝酸能氧化除Pt、Au之外的绝大多数金属，当硝酸与金属反应时条件不同，硝酸的还原产物不同。具体如下：
⒈一般情况下，在金属活动顺序表中排在氢以后的金属与硝酸反应时，浓硝酸剧烈反应，生成硝酸盐和NO2，与稀硝酸反应常需加热，生成硝酸盐和NO，在反应中硝酸均既表现氧化性又表现酸性。
⒉常温时，铝、铁遇冷的浓硝酸产生钝化现
象，而稀硝酸则可与它们反应。若加热，解除钝化则发生反应。
如：铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：Fe+6HNO3(浓)＝Fe(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O (注意：铁与硝酸反应时，无论硝酸是否过量，开始时总是把Fe氧化成Fe3+)
铁过量时再与Fe3+反应生成Fe2+，NO气体是铁与硝酸反应生成Fe3+产生的。
Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O……①3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O……②
设n(Fe):N(HNO3)=a，则
a≤1/4时，按①进行；a≥3/8时，按②进行；1/4≤a≤3/8时，两者都有。
如：５Fe＋１６HNO3=2Fe(NO3)3+3Fe(NO3)2 +4NO↑+2H2O
比例关系：４HNO3～NO
②可认为是①反应后Fe过量。Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2
⒊当硝酸与金属活动顺序表中排在氢以前的金属如镁、锌铁等反应时，由于金属的强还原性，还原产物较为复杂。除可生成NO2或NO外，在更稀硝酸中还可产生N2O、N2、NH3等。一般情况下，对于同一种还原剂来说，硝酸越稀则还原产物中氮元素的价态越低。浓硝酸被还原的主要产物是NO2，稀硝酸被还原的产物主要是NO；再如较稀的硝酸还原产物主要是N2O，而更稀的硝酸则被还原成NH3（NH3与HNO3反应生成NH4NO3）。当然，硝酸与金属发生的氧化还原反应比较复杂，这里对硝酸的还原产物也只是粗略地划分，并没有很明显的界限。
二、常见分类题型：
⒈概念型：
下列关于硝酸的叙述正确的是（C）
A．稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸B．铜与浓硝酸和稀硝酸都能反应生成二氧化氮C．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂D．稀硝酸与活泼金属反应放出氢气，而浓硝酸则使金属钝化
变式㈠：用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是(D )
A．测定密度B．放入硝酸中C．放入盐酸中D．观察外观
变式㈡：欲迅速除去水壶底部的水垢，又不损坏铝壶，最好的方法是用（D ）
A．浓盐酸B．稀硝酸C．冷的浓硫酸D．冷的浓硝酸
变式㈢：将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显现象发生；但加入某盐后,发现铜粉质量逐渐减少，同时有气体产生，则该盐可能是(C )
A．硫酸铁B．硫酸锌C．硝酸钾D．氯化钠
变式㈣：等质量的铜分别与足量浓硫酸、稀硝酸充分反应，下列说法正确的是（BD）A．被还原的酸的物质的量相等B．被氧化的铜的物质的量相等
C．提供H+的酸的物质的量相等D．转移电子的物质的量相等
变式㈤：相同质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸完全反应（硝酸的还原产物分别是NO2和NO），在相同条件下用排水法收集反应产生的气体。下列叙述正确的是（D）
A．硝酸浓度越小，氧化性越强B．硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少
C．硝酸浓度越大，产生的气体越少D．两者用排水法收集到的气体体积相等
变式㈥：将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是（B）
A．反应速率：两者相同B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少
变式㈦：用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：
用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：
(1)铜跟浓硝酸反应；(2)铜跟稀硝酸反应；
(3)铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。
以下叙述中正确的是（AD）
A．三种途径所消耗的铜的物质的量相等B．三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C．所消耗的铜的物质的量是：途径(3)>途径(1)>途径(2)
D．所消耗的硝酸的物质的量是：途径(1)>途径(2)>途径(3)
⒉计算型：
①守恒法
例1、1.92gCu与一定量的浓硝酸作用，当收集到1.12LNO和NO2标况下的气体时，Cu全部反应完，则反应中消耗的硝酸为mol，被还原的硝酸为mol，转移的电子为mol。(0.11、0.05、0.06)
变式㈠：13g锌与硝酸溶液反应，共消耗了31.5g硝酸，硝酸的还原产物是（A）
A．NH4NO3或N2O B．只有N2O C．只有NO D．只有N2
变式㈡：⑴mg铁屑与含有ngHNO3的硝酸溶液恰好完全反应，若m:n=1:2.7，该反应的化学方程式为（假设还原产物只有一种，且只生成一种盐）⑵含ngHNO3稀硝酸溶液恰好使5.6g铁粉完全溶解，若有n/4gHNO3被还原成NO（无其它产物）则n的范围为。
⑶某条件下锌和硝酸反应时的物质的量之比为2：5，此时硝酸的还原产物是。
答案：⑴5Fe + 12HNO3 = 5Fe(NO3)2 + N2↑+ 6H2O
⑵16.8≤n≤25.2 ⑶N2O或NH4NO3
变式㈢：14g铁粉全部溶于某稀硝酸中，恰好反应，放出NO气体后得到溶液1L。称量所得溶液，发现比原硝酸溶液增重8克。则原溶液中硝酸的浓度为（C ）
A．0.4 mol/L B．0.6 mol/L C．0.8 mol/L D．1.0mol/L
变式㈣：一定量铜在某浓硝酸溶液中完全溶解。已知参加反应的30gHNO3中被还原的HNO3 质量为13 g，则生成的NO和NO2的体积比为( 同温同压下测定)（C）
A. 1:1
B. 1:2
C. 2:11
D. 4:1
变式㈤：mg铜与一定浓度的硝酸完全反应放出V1L气体，将所得气体通过足量水后收集到V2L气体，欲使V2L气体完全转化为硝酸，所需氧气的物质的量为（气体体积均在标准状况下测定，且不考有N2O4的生成）（BC）
A．V1／89.6mol B．V2/89.6mol C．m/128mol D．无法确定
变式㈥：Cu与1mol·L-1的硝酸反应，如果NO3-浓度下降0.2mol·L-1,则溶液中c（H+）同时下降（D ）
A．0.2mol·L-1 B.0.4mol·L-1 C.0.6mol·L-1 D.0.8mol·L-1
变式㈦：6.4g铜和过量的硝酸充分反应，硝酸的还原产物有NO、NO2，反应后溶液中所含H+为nmol,此时，溶液中所含NO3-的物质的量为（ C ）
A.0.28mol
B.0.31mol
C.(n+0.2)mol
D.(n+0.4)mol
②始终态法
始终态的运用使许多复杂问题简单化，在化学计算中具有非常重要的地位。
从反应态和最终状态看。
例：Mg、Cu合金6.4g完全溶于浓硝酸中，若反应中硝酸被还原，只产生4480mLNO2和336mLN2O4，反应后的溶液中加足量的NaOH溶液，生成的沉淀的质量为8.51 g。
解析：反应中铜镁合金失去电子，最终转化为Cu(OH)2和Mg(OH)2沉淀，比较始态和终态，固体增加的质量为OH—的质量，而OH—的物质的量等于转移的电子的物质的量，再根据气体计算转移的电子的物质的量。
变式㈠：一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250mL浓度为2mol/L的硝酸溶液，反应完成后，生成1.12L NO（标准情况下）。在向反应后的溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入的NaOH溶液的体积最少是（A）
A．450mL B．500mL C．400mL D．不能确定
变式㈡1.92gCu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672mL的气体（标况）。将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标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（C）mL
A．168 B．224 C．336 D．504
③极限法
硝酸与铁反应，随用量的不同，产物可能是Fe(NO3)2或Fe(NO3)3，这时可用极限法解。如果产生的气体产物不单一，可能也要用极限法解。
例：把22.4g铁完全溶解于某浓度的硝酸中，反应和集到0.3molNO2和0.2molNO。下列说法正确的是（D）
A．反应后生成的盐只有Fe(NO3)3 B．反应生成的盐只有Fe(NO3)2
C．产物中Fe(NO3)3 和Fe(NO3)2的物质的量之比为3：1
D．产物中Fe(NO3)3 和Fe(NO3)2的物质的量之比为1：3
变式0.03molCu完全溶于硝酸，产生的氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合气体共0.05mol，该混合气体的平均相对分子质量可能是（BC）
A．30 B．46 C．50 D．66
解析：假设0.05mol气体全部是NO则转移0.15mol电子；假设0.05mol气体全部是NO2则
转移0.05mol电子；假设0.05mol气体全部是N2O4则转移0.10mol电子。而实际0.03molCu 在反应中转移0.06mol电子，因为0.06介于0.05和0.15之间、0.05和0.10之间；所以用极限法判断极盛可能有两种极限。
⑴气体为NO2和NO的混合气体，经计算平均相对分子质量为44.4
⑵气体为NO2和N2O4的混合气体，经计算平均相对分子质量为55.2
④讨论法
例锌与硝酸反应，若有1mol硝酸参加反应，就有0.8mol电子发生转移，此时硝酸的还原产物中氮元素的化合价为。
变式㈠：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
变式㈡：3.25g 某金属单质跟过量稀硝酸反应时，示观察到有气体放出，但测知生成物中有NH4NO3.当向反应后的溶液中加入过量热的烧碱溶液时，有气体放出，其体积为280mL(标况)求
⑴如用R表示该金属，写出R与硝酸反应的化学方程式。
⑵R是哪种金属？（写出推断过程）
解：⑴设R在反应中显+n价，则反应式为：8R + 10nHNO3 ＝8R(NO3)n + nNH4NO3 + 3nH2O ⑵n(NH3)=0.0125mol
8R ～nNH4NO3 ～nNH3
8Rg nmol
3.25g 0.0125mol
R=32.5n 讨论：n=2时，锌符合。
⑤关系式法
例：硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料。19.2g纯铜粉理论上可制得纯净硝酸铜晶体的质量为（BD）g
A．28.2 B．56.4 C．64.2 D．72.6
⒊陷阱型：
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（D）g
A．2.4 B．3.2 C．6.4 D．9.6
变式㈠：有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3物质的量浓度分别为4mol/L 和2 mol/L，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标况下的气体多少升？（0.672L）
变式㈡：铁铜混合物加入不足量的硝酸，反应，剩余金属m1g，再向其中加入一定量稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2g，则m1与m2的关系是（A）
A．m1>m2 B．m1=m2 C．m1可能等于m2 D．m1可能大于m2
变式㈢：在100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol/L 和0.1mol/L，现向该混合液中加入1.92g铜粉，经加热充分反应后，所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度(mol/L)是多少？（0.225）
⒋图像型：
例：铜和硝酸反应的物质的量关系如图所示，纵坐标表示消耗铜的物质的量，横坐标表示消耗硝酸的物质的量，坐标图中各条线表示下列反应：
A、铜和浓硝酸
B、铜和稀硝酸
C、铜和被还原的浓硝酸
D、铜和被还原的稀硝酸
⑴Q表示反应D ；⑵P表示反应C ；
⑶S表示反应B ；⑷T表示反应A 。
变式：实验研究发现，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。某同学取一定量的铝铁合金与一定量的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4mol?L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如下图所示。：
试回答下列问题：
⑴图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生的离子方程式为：_______________。
⑵在DE段没有沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为：
。上述现象说明溶液中、、结合OH—的能力比强（填离子符号）。
⑶B与A的差值mol。
⑷B点对应的沉淀量为mol，C点对应的溶液体积为mL。
⒌实验型：
例：烧瓶中放入铜片与稀硝酸，
用酒精灯加热来制取较为纯净
的NO（即不含NO2），反应开
始后发现烧瓶中充满红棕色气
体，这时的操应为（D）
A．立即接上收集容器，用向上排空气法收集
B．待烧瓶中红棕色消失后，用向上排空气法收集
C．待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集D．立即用排水法收集
变式㈠：向浅绿色的Fe(NO3)2 溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的
颜色变化应该是（C）
A．颜色变浅B．逐渐加深C．没有改变D．变为棕黄色
变式㈡：在盛稀硫酸的试管中，加入一小块铜片后，观察不到明显现象。然后再加入适量硝酸钾晶体并微热，可观察到的现象是①，②，③。
写出反应的离子方程式。
答案：①铜片逐渐溶解，②溶液变为蓝色，③产生无色气体且该气体在试管上部变为红棕色3Cu + 2NO3—+ 8H+ ＝3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
变式㈢：欲用浓硝酸法（测定反应后生成气体的量）测定某铜银合金中铜的质量分数，但资料表明：①反应中除生成NO2气体外还会有少量的NO生成；②常温下NO2和N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在。为完成测定并验证有NO生成，有人设计如下实验装置。
⑴实验开始前要先打开A部分的活塞K1，持续通一段时间的氮气再关闭K1，这样做的目的是。
⑵装置中B瓶的作用是。
⑶实验时A中反应停止后，打开D装置导管的活塞K2并通入氧气，若反应确有NO产生，D中的现象是；实验时发现通入氧气温度的高低对实验有较大的影响，为便于观察应通入(填“冷”或“热”)的氧气，其原因是(用所学过的理论知识解释):________________________________________________________________。
⑷为减小测量误差，在A中反应完成和D中出现现象后，还应进行的操作是:
⑸若设反应中硝酸无挥发也无分解，且溶液的体积变化忽略不计，实验已测得以下数据：铜银合金的质量、浓硝酸的物质的量浓度及体积(过量)、E装置反应生成物中氮元素的质量；为确定合金中铜的质量分数，还需测定的数据是:______________________________________________________。
⑹若实验只测定Cu的质量分数，不检验NO的产生，则在铜银合金与浓硝酸反应后，只需简单实验操作(不使用B—E连续装置)就可达目的，简述实验过程: 。
（1）排尽整个装置中的空气；防止生成的NO被氧化，而在D中观察不到现象。（2）吸收气流中的水蒸气。（3）无色气体变为红棕色热由题意可知
2NO2N2O4是放热反应，升高温度可使平衡
向吸热方向（逆向）移动，无色的N2O4减少，红棕色NO2增多，便于观察。（或降温可使平衡正向移动，无色N2O4增多，NO2减少，不易观察到红棕色（4）打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2 （5）装置C中烧瓶在实验前后增加的质量（6）向反应后的混合溶液中加入过量的NaCl溶液，过滤、洗涤、干燥沉淀，称量生成的AgCl沉淀质量，然后进行计算。（
变式㈣：在进行某实验探究过程中，一些学生发现等质量的铜片分别与等体积（均过量）的浓硝酸和稀硝酸反应，所得溶液前者为绿色，后为蓝色。
针对这种现象，学生们进行了讨论后，出现了以下两种观点：
一种认为，这可能是Cu2+浓度的差异引起的，你同意这种看法吗? (填“同意”或“不同意”)，原因是。
另一种认为，呈“绿色”是Cu2+与NO2混合的结果。请你设计出一个实验方案证明之，你设计的实验方案是。请写出铜与稀硝酸反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目：
。
不同意浓硝酸、稀硝酸均过量，Cu全部转化为Cu2+，则在同体积的溶液中Cu2+浓度相同、溶液颜色应该相同加水稀释看能否由绿色变为蓝色离子方程式及标出电子转移的方向和数目（略）
变式㈤：下列装置中间的试管收集浓硝酸和铜反应所生成的气体，最终可使收到的气体中空气的含量最少的是（C ）
变式㈥：某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是
浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品：浓硝酸、3 mol／L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
⑴实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是______。
⑵滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后____________。
⑶装置①中发生反应的化学方程式是。
⑷装置②的作用是，发生反应的化学方程式是。
⑸该小组得出的结论所依据的实验现象是。
⑹实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字
母）。
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通人浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
3mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液（2）通入CO2 一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内（3）Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O（4）将NO2 转化为NO 3NO3＋H2O=2HNO3＋NO（5）装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体有无色变为红棕色（6）acd
⒍工业型：
例：工业上用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜，在实际生产中，需把浓硝酸用等体积水稀释。试回答：
⑴用稀硝酸而不用浓硝酸的原因是。
⑵从经济效益和环境保护角度考虑，设计制取硝酸铜最适宜的方法，用化学方程式表示为。
发现生成等物质的量的硝酸铜，用稀硝酸时，消耗原料较少，且产生污染物的量也较少。变式：现有下列三个方案用于制取硝酸铜，要求：①不污染环境②原料利用率高。请对下列三个方案加以评价。
方案一：用铜屑与浓硝酸作用。
方案二：用铜屑与中等浓度的硝酸作用，生成的NO和NO2气体用NaOH吸收。
方案三：先将铜屑在空气中灼热，使其完全氧化，再用硝酸溶解上述产物。
方案一的制备反应为：Cu+4HNO3（浓）＝
Cu (NO3)2+2NO2↑+2H2O。制备1mol Cu (NO3)2需4mol HNO3，反应放出的NO2未处理，对环境有污染。方案二的制备除含方案一反应外还有反应：3Cu+8HNO3=3Cu (NO3)2+2NO
↑+4H2O，制备1mol Cu (NO3)2需～4mol
HNO3。反应放出的NO2和NO可基本被吸收，对环境污染较小。方案三的制备反应也有两个：2Cu+O2 == 2CuO, CuO+2HNO3=Cu (NO3)2+H2O，制备1mol Cu (NO3)2需2molHNO3，对环境的污染也较小。
小结：
虽然金属与硝酸反应很复杂，但究其本质，我们不难发现参加反应的硝酸可分成两部分，一部分体现酸性与金属阳离子结合生成盐，一部分体现气体氧化性得到电子还原为低氮的低价化合物。因此我们可以总结出以下3个解题技巧：
⒈匹配原则：生成盐中硝酸根离子的物质的量等于金属离子的物质的量（或金属）与该金属表现化合价之积。
⒉电子守恒：金属失去的电子的物质的量等于硝酸被还原生成氮的氧化物或其它产物时得到的电子的物质的量。
⒊物料守恒：参加反应的硝酸可分两部分，一部分体现酸性生成盐，一部分体现氧化性被还原，故发反应的硝酸的物质的量等于生成盐中硝酸根离子的物质的量加还原产物中氮原子物质的量。
综合考查：现有Fe和Cu组成的合金，其中Fe、Cu 的总物质的量为a mol，Cu的物质的量分数为x，全部投入含b mol HNO3稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸产物只有NO，试回答下列问题：
（1）、用微粒符号填写下列空白（列出全部可能出现的情况）。
（2）、当溶液中离子只有Fe 2＋、Cu2＋时，则b的取值范围是（用a、x表示）：
微型专题(十一)硝酸与金属反应的计算 例 (2018·江苏省南菁高中期末)为了测定某铜银合金的组成，将30.0 g合金溶于80.0 mL 13.5 mol·L－1的浓HNO3中。待合金完全溶解后，收集到气体6.72 L(标准状况下)并测得H＋浓度为1 mol·L－1。假设反应后溶液的体积为80.0 mL，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________。 (3)确定6.72 L气体中各成分的物质的量________。 金属与硝酸反应时，常用守恒法确定硝酸与金属量的关系： (1)原子守恒：n(参加反应的HNO3)＝n(硝酸盐中的NO－3)＋n(还原产物中的N原子)。
(2)电子守恒：金属失去电子的物质的量＝HNO3中N转化为还原产物时得到电子的物质的量。 相关链接 硝酸与金属反应的计算方法 (1)思维导图 (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，这两部分HNO3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＋
硝酸与金属反应的计算练习题 1．有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出其中的 10 mL 加入足量的氯化钡溶液，过滤、洗涤、烘干后得到 9.32 g 沉淀，滤液跟 4 mol/L 烧碱溶液反应，用去 35 mL 时恰好中和。求: ⑴混合溶液中硫酸和硝酸的物质的量浓度； ⑵另取 10 mL 原混合溶液，加入 2.56 g 铜共热，在标准状况下收集到多少毫升的气体。 2．为了测定某铜银合金的组成，将 17.2 g 合金溶于 50 mL 11.0 mol/L 的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体4.48 L( 标准状况)，并测得溶液的 PH ＝0。假设反应后溶液的体积仍为 50 mL 。试计算 ⑴被还原的硝酸的物质的量； ⑵合金中银的质量分数。 3．6.4 g 铜与过量的硝酸(60 mL 8 mol/L)充分反应后，硝酸的还原产物有 NO 2、NO ，反应后溶液中所含 H ＋ 为 n mol ， 此时溶液中所含 NO 3－ 物质的量为 A.0.28 mol B.0.31 mol C.(n ＋0.2) mol D.(n ＋0.4) mol 4．一定量的铝铁合金与 300 mL 2 mol/L 硝酸反应生成 3.36 L NO (标准状况)和三价铁盐、铝盐等，再向反应后的溶液中加入 3 mol/L NaOH 溶液，使铝铁元素全部转化为沉淀，则所加 NaOH 溶液的体积是 A. 150 mL B. 200 mL C. 450 mL D.无法计算 5．14 g 铁粉全部溶于某稀硝酸中，恰好反应，放出 NO 气体后得到溶液 1 L 。称量所得溶液，发现比原硝酸溶液增重 8 g 。则原溶液中硝酸的浓度为 A. 0.4 mol/L B. 0.6 mol/L C. 0.8 mol/L D. 1.0 mol/L 6．一定量铜在某浓硝酸溶液中完全溶解。已知参加反应的 30 g HNO 3 中被还原的 HNO 3 质量为 13 g ，则生成的 NO 和 NO 2 的体积比为( 同温同压下测定) A. 1:1 B. 1:2 C. 2:11 D. 4:1 7．m g 铜与一定浓度的硝酸完全反应放出 V 1 L 气体，将所得气体通过足量水后， 收集到 V 2 L 气体，欲使 V 2 L 气体完全转化为硝酸，所需氧气的物质的量为(气体
硝酸与金属反应计算题 Revised as of 23 November 2020
与反应的 一、从反应的本质看: 与反应的实质是与H+和NO3- 共同作用. 例如:铜与稀反应的实质是: 3Cu +8H+ +2NO3- ===3Cu2+ +4H2O +2NO↑ Fe2+与稀反应的实质是: 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) 3 B.Na2CO3 C.KNO3 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,反应后,剩余m1 g,再向其中加入一定量稀硫酸.充分振荡后, 剩余m2 g, 则m1与m2的关系是( )。 A. m1一定大于m2 B. m1一定等于m2 C. m1可能等于m2 D.m1可能大于m2 解析: 铁铜混合物与不足量的反应后生成盐,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。答案选A。 例3.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
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 mol/L, mol/L 向该混合液中加入 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. B. C. D. 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, 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.答案选B。 二、从在反应中的作用: 参加反应的一部分显酸性,生成盐,另一部分作氧化剂,一般转化为氮的氧化物(NO或NO 2),根据氮元素守恒解题。 例5.将 mg Cu 与×10-3 mol 的浓恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为 ml。(假设反应中只产生NO或NO 2) 解析: 因为1 mol Cu参加反应生成Cu (NO3)2对应2 mol HNO3 显酸性,所以 mg Cu 完全反应,必然有×10-3 mol 的显酸性,其余的中的氮全转移到NO或NO2中,即有1 mol HNO3 作氧化剂就有1 mol 氮的氧化物(NO或NO2)。答案 mL.。 例6.将 g 铜粉与一定量浓恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为 1120 mL。(假设反应中只产生NO或NO 2)则消耗的物质的量为 mol。 解析: 因为 mol Cu 参加反应生成 Cu(NO3)2 对应 mol HNO3 显酸性, mol 氮的氧化物(NO或NO2)对应 mol HNO3作氧化剂,所以共消耗 mol。答案选B。 例7.为测定某铜银合金的成分,将30 g 合金完全溶解于80 mol、浓度为? mol/L的浓中,合金完全溶解后,收集到 L(标准状况下)的气体 (假设反应中只产生NO或NO2),并测得溶液的pH=0，假设反应后溶液的体积仍80 mL。 (1)被还原的的物质的量. (2)合金中各成分.
硝酸与金属反应的一般规律 硝酸与金属的反应是相当复杂的。在这类氧化还原反应中，包括许多平行反应。因此，可以得到多种还原产物，而且在还原产物之间还进行氧化还原反应。 某些金属（如镁、锌）与小于2 mol/L的硝酸反应时，还会产生一定量的氢气。 硝酸的还原产物，除取决于硝酸的浓度、还原剂的还原能力外，还与反应温度和反应中间产物（HNO2、NO2）的催化作用有关，反应虽复杂，但硝酸与金属的反应是有规律的。 （1）在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属如铜、汞、银等，与浓硝酸反应时，主要得到NO2，与稀硝酸反应时，主要得到NO。 （2）在常温下Fe、Co、Ni、Al等金属在浓硝酸中发生“钝化”，在金属表面覆盖一层致密的金属氧化物薄膜，阻止反应进一步发生。这些金属与稀硝酸作用主要生成N2O（有的认为是NO），这是由于它们的还原性较强，能将硝酸还原成较低价的N2O。如与更稀的硝酸反应则生成氨（钴在同样条件下则生成氮气）。 （3）镁、锌等金属与不同浓度的硝酸作用能得到氮的不同低价态的还原产物。例如，当硝酸中HNO3的质量分数为9%～33%（密度为1.05～1.20 g/cm3)时，反应按下式进行： 4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+5H2O+N2O↑ 若硝酸更稀，反应会生成氨，氨与过量的硝酸进一步反应生成硝酸铵。 4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O （4）Au、Pt、Ir、Rh等重金属与浓、稀硝酸都不反应，因为它们特别稳定，不易被氧化。 （5）Sn、Sb、W、V等金属与浓硝酸作用，生成金属氧化物，而不是硝酸盐（因为这些金属氧化物不溶于硝酸，反应不再继续发生）。
初中化学图像试题 1．下列图像与所述实验相符的是 A B C D A ．向一定量锌粒中加入过量稀硫酸 B ．向一定量氯化钠饱和溶液中不断加水 C ．向一定量氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中加入过量的石灰水 D ．20℃时，向一定量不饱和的硝酸钾溶液中加入过量的硝酸钾晶体 2某兴趣小组为探究活泼金属与酸反应的规律， 将质量相等的甲、乙两种金属分别放入到质量分数相同的足量稀盐酸中， 经实验测定并绘制出生成氢气的质量与反应时间的关系（见右图）。 分析图像得到的以下结论中， 一定正确的是：（ ） A ．金属甲比金属乙活泼 B ．金属甲比金属乙的相对原子质量大 C ．金属乙比金属甲的反应速率大 D ．金属乙比金属甲的化合价高 3.用质量相等的锌粉和铁粉，分别与溶质质量分数相同、等质量的稀盐酸充分反应，产生氢 气的质量和反应所用时间的关系如右图所示。则下列说法中不正确的是（ ） A.曲线a 、b 分别表示锌、铁的反应情况 B.盐酸均反应完，锌、铁有剩余 C.盐酸均反应完，锌恰好完全反应，铁有剩余 D.锌、铁都反应完，盐酸有剩余 4．某校化学活动小组为探究X 、Y 、Z 三种金属与酸的反应情况，进行了如下实验：取等质量的X 、Y 、Z 分别与足量的溶质质量分数相等的稀硫酸反应，都生成+2价金属的硫酸盐，反应情况如右图所示。下列对该图象理解的叙述中，正确的是[相对原子质量Mg-24 Zn-65 Fe-56 Al-27 Na-23] A ．金属活动性由强到弱：X 、Z 、Y B ．金属活动性由强到弱：X 、 Y 、Z C ．X 、Y 、Z 依次可能是Mg 、Zn 、Fe D ．相对原子质量的大小：Z>Y>X 5．等质量的A 、B 两种金属，分别与质量分数相同的足量稀盐酸反应（已知，A 、B 在生成物中均为+2价），生成氢气的质量和反应时间的关系如图所示，则下列判断正确的是（ ） A ．金属A 比金属 B 活泼 B ．相对原子质量：A>B C ．A 、B 均消耗完时，所得溶液的质量均比反应前各自酸溶液的质量大 稀硫酸质量/g 0 ZnSO 4 质量 分数 0 0 0 水的质量/g 石灰水质量/g 硝酸钾质量/g NaCl 质量 分数 沉淀 质量 /g KNO 3质量 分数 氢气的质量 \g 甲 乙
2021届高三化学一轮复习每天练习20分钟 ——金属和硝酸的反应规律与计算（有答案和详细解析） 一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。 1．如图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是() A．一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的 B．用一定量的铁粉与大量的9.75 mol·L－1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol C．硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多 D．当硝酸浓度为9.75 mol·L－1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为5∶3∶1 2．(2019·湖南、江西十四校联考)向25 mL 12.0 mol·L－1浓硝酸中加入足量的铜，充分反应后共收集到标准状况下2.24 L NO和NO2的混合气体(不考虑NO2与N2O4的相互转化)，则参加反应的铜的质量为() A．3.2 g B．6.4 g C．12.8 g D．19.2 g 3．(2019·太原期末)将14 g铁粉溶于1 L稀硝酸中恰好完全反应，放出标准状况下4.48 L NO气体(假设是唯一还原产物)，则原溶液中硝酸的浓度为() A．1.0 mol·L－1B．0.4 mol·L－1 C．0.6 mol·L－1D．0.8 mol·L－1 4．将11.2 g的Mg—Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的气体x(假定产生的气体全部逸出)。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，产生21.4 g沉淀。根据题意推断气体x的成分可能是() A．0.3 mol NO2和0.3 mol NO B．0.2 mol NO2和0.1 mol N2O4 C．0.6 mol NO D．0.1 mol NO、0.2 mol NO2和0.05 mol N2O4 5．将Mg和Cu的合金2.64 g，投入适量的稀HNO3中恰好反应，固体全部溶解时，收集的还原产物为NO，体积为0.896 L(标准状况下)，向反应后的溶液中加入2 mol·L－1NaOH溶液60 mL时，金属离子恰好完全沉淀，则形成沉淀的质量为() A．4.32 g B．4.68 g
守恒法巧解金属与硝酸 反应的计算题 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
守恒法巧解金属与硝酸反应的计算题 一. 原子守恒法 例1.38.4gCu与适量浓反应，当铜全部作用后，共收集到标准状况下的气体（不考虑转化为），反应消耗的硝酸的物质的量可能是（） A. B. C. D. 解析：在Cu与的反应中，起氧化剂和酸两种作用。因收集到的气体可能是和的混合气体，由N原子守恒知： 所以有： 答案为C。 二. 电子守恒法 例2. 铜和镁的合金完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生 的气体和的气体（都已折算到标准状况），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. 9.02g B. 8.51g C. 8.26g D. 7.04g 解析：分析题意可知，最后生成的沉淀为与的混合物，其质量等于合金的质量与所结合的的质量之和。又铜、镁与硝酸反应生成+2价的阳离子，由电子守恒得。代入有关数据可得，所以结合的的物质的量为 ，故 。 答案为B。 例3. 14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与 （标准状况）混合，通入水中，恰好被全部吸收，则合金中铜的质量为（） A. 1.4g B. 2.4g C. 3.2g D. 6.4g 解析：因硝酸的浓度未知，故根据方程式计算有困难。分析反应的整个流程知，失电子数等于转化为氮的氧化物的过程中得到的电子数，氮的氧化物失电子数等于得到的电子数，故失电子总数等于得到的电子数。 设，根据质量守恒和电子得失守恒可列式：
解得： 所以 答案为C。 三. 电荷守恒法 例4. 3.2g铜与过量的浓硝酸（）充分反应，硝酸的还原产物有NO和，反应后溶液中的，则此时溶液中所含物质的量为（） A. B. C. D. 解析：本题用常规法较繁。分析题意知：反应后的溶液中含有的离子有： ，应用电荷守恒： 即 所以
金属与酸图像问题 1.(1)向等质量的Mg、Al、Zn、Fe（金属表面氧化物均已除）的金属粉末中加入等质量等浓度且过量的稀硫酸，产生氢气的质量随时间变化的曲线是( ) (2)等质量且过量的Mg、Al、Zn、Fe四种金属粉末(金属表面氧化物已除)和等质量等浓度的稀硫酸反应，将产生的氢气质量随时间的变化曲线是( ) 3.. 在天平两盘上的烧杯中，各放入等质量等浓度且过量的稀硫酸， 调节天平至平衡。分别向左右两边烧杯各加入等质量锌粉和铁粉 (表面氧化物均已除)，完全反应后，天平的指针( ) A. 偏向加锌粉的一边 B. 偏向加铁粉的一边 C. 仍停留在原来的位置 D. 无法确定 4..在天平两盘上的烧杯中，各放入等质量等浓度的稀硫酸， 调节天平至平衡。分别向左右两边烧杯各加入等质量且 过量的锌粉和铁粉(表面氧化物均已除),完全反应后,天平 的指针( ) A. 偏向加锌粉的一边 B. 偏向加铁粉的一边 C. 仍停留在原来的位置 D. 无法确定 5 在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加 入质量相等、质量分数相等的稀硫酸，然后在左右两盘的烧杯中分 别放入等质量的锌粉和铁粉(表面氧化物均已除)。下列实验现象不 可能观察到的是( ) A.天平指针开始偏向放铁粉的烧杯一边 B.只有铁粉有剩余 C.天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边 D.只有锌粉有剩余 6．在已调平的托盘天平两边各放一个等质量的烧杯，向烧杯中各注入质量相等、质量分数也相等的稀硫酸。然后在左盘的烧杯中投入一定质量的金属X粉末，同时在右盘的烧杯中放入与X等质量的金属Y 粉末。观察到天平的指针先偏向右边，当两种金属全溶解后，天平的指针偏向左边。则X、Y是下表
金属和硝酸反应的分类题型 一、知识要点： 硝酸是一种很强的氧化剂，不论稀硝酸还是浓硝酸都有氧化性。硝酸越浓氧化性越强。同浓度的硝酸温度越高氧化性越强。硝酸浓度不同，氧化能力不同。硝酸能氧化除Pt、Au之外的绝大多数金属，当硝酸与金属反应时条件不同，硝酸的还原产物不同。具体如下： 1、一般情况下，在金属活动顺序表中排在氢以后的金属与硝酸反应时，浓硝酸剧烈反应，生成硝酸盐和二氧化氮，与稀硝酸反应通常需加热，生成硝酸盐和一氧化氮，在反应中硝酸均既表现氧化性又表现酸性。简记为：浓硝酸产生NO2，稀硝酸产生NO。 Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O……………………① 3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+ 4H2O…………………② 上述两反应均可用离子方程式表示为： Cu+4H++2NO3—=Cu2++2NO2↑+2H2O 3 Cu+8H++2NO3—=3Cu2++2NO↑+4H2O 2、常温时，铝、铁遇冷的浓硝酸产生钝化现象，而稀硝酸则可与它们反应。（即浓硝酸将它们表面氧化成一层薄而致密的氧化物薄膜、阻止了进一步反应的缘故）。若加热，解除钝化则发生反应 例如：铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为： Fe+6HNO3（浓）△Fe (NO3)3+3NO2↑+3H2O 〖注意〗铁与稀硝酸的反应，无论硝酸是否过量，开始硝酸总是把Fe氧化成Fe3+ Fe过量时再与Fe3+反应生成Fe2+，NO气体是铁与硝酸反应生成Fe3+产生的。Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO ↑+ 2H2O ……………………① 3Fe + 8HNO3 = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4 H2O……………………② 设n(Fe) : n(HNO3)= a，则 a ≦?时，按①进行；a ≧3/8时，按②进行； ? ≦a ≦3/8时，两者都有。 ②可认为是①反应后Fe过量。Fe +2Fe（NO3）3 = 3Fe（NO3）2 例如：过量的铁在稀硝酸中发生反应为： 3Fe+8HNO3（稀）△3Fe (NO3)2+2NO↑+4H2O 3、当硝酸与金属活动性顺序表中排在氢以前的活泼金属如镁、锌、铁等反应时， 由于金属的强还原性，还原产物较为复杂。除可生成NO2或NO外，在更稀的硝酸中还可产生N2O、N2、NH3等。例如： Mg + 4HNO3=== Mg (NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 3Mg + 8HNO3===3Mg (NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 4Mg + 10HNO3=== 4Mg (NO3)2 + N2O↑+ 5H2O 4Mg + 10HNO3=== 4Mg (NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
硝酸与金属反应规律 a.一般地说，浓硝酸（12～16mol/L）与金属反应，不论金属活泼与否，它被还原的产物主要是NO2； b.硝酸浓度为6～8mol/L时与金属反应主要产物是NO； c.硝酸浓度为2mol/L时与金属反应主要产物是N2O； d.硝酸浓度为小于2mol/L时一般不与不活泼的金属反应，而与活泼金属反应其还 原产物主要为N2和NH4+。 3、金属与硝酸反应规律的总结 （1）、金、铂等不活泼金属不与硝酸反应； （2）、铁、铬、铝等金属表面形成不溶于冷浓硝酸的致密的氧化膜，从而阻断了内部金属与硝酸的进一步反应（即所谓的“钝化”现象）； （3）、锡、锑等偏酸性的金属与浓硝酸作用生成含水的氧化物或含氧酸； （4）、金属活动性顺序中位于氢后面的金属如铜、汞、银等，跟硝酸反应时，主要得到NO2，跟稀硝酸反应时，主要得到NO，例如： Cu + 4HNO3(浓)===Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O （5）、金属活动性顺序表中排在氢以前的活泼金属如镁、锌、
铁等跟硝酸反应时，除可生成NO2或NO外，在更稀的硝酸中还可产生N2O、N2、NH4+、H2等，例如： 4Mg + 10HNO3(1mol·L－1)===Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O 4Mg + 10HNO3(2mol·L－1)===Mg(NO3)2 + N2O↑+ 5H2O 3Mg + 8HNO3(6mol·L－1)===Mg(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Mg + 4HNO3(16mol·L－1)===Mg(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
例析金属与酸反应的图像题 一般情况下，活泼金属可以与稀盐酸、稀硫酸等稀酸溶液发生反应生成氢气。涉及金属与酸反应问题的图像题，侧重于考查金属的活动性、金属的相对原子质量、氢气的质量（或体积）、溶液的质量、溶质质量分数等相关量的变化关系。解答这类题的关键是，读懂图像本意，审清图像内涵。准确理解并应用图像中的相关信息，正确解题。 如图1，图中横坐标代表时间，纵坐标代表生成氢气的质量。 当金属与稀酸溶液反应时， 随着反应的进行，生成氢气的质量越来越大，此时在图像上表现为 一条上升的直线 （如图1中OA段所示），且生成氢气越快，这条直线的斜率越大 （即“坡度越陡”）。因此，从图像上看生成氢气的快慢只须看 “坡度陡、坡度缓”，“坡度越陡”表示生成氢气越快，线段OA的斜率与金属的活动性强弱有关。金属活动性越强，线段斜率越大。“坡度越缓”表示生成氢气越慢，金属活动性越弱，线段斜率越小。当金属与稀酸溶液充分反应后，生成氢气的质量将不再变化，此后在图像上表现为一条水平直线（如图1中的AB段所示）。生成氢气越多，这条直线表现在图像上就越高。因此，从图像上看生成氢气的多少，只须看“线高、线低”，“线越高”表示生成氢气越多，“线越低”表示生成氢气越少。 综上所述，解决这类问题时，一般需要用到下列规律： 1.在温度、金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数一定的条件下，金属的活动性越强，生成氢气就越快；生成氢气越快，说明金属的活动性就越强。 2.当金属的化合价相同时，对于相同质量的金属，金属的相对原子质量越大，生成的氢气越少；生成的氢气越多，金属的相对原子质量越小。 例1.锌和稀硫酸反应生成氢气，几次实验的锌的用量不等，但稀硫酸的用量相同。锌的用量（X轴），生在氢气的体积（Y轴）（在同温同压下测定）关系如图2，下列关于实验结果描述错误的是（） A．线段AB（包括A点）表示锌过量、硫酸已耗尽 B．线段AB（不包括A点）表示锌过量、硫酸已耗尽 C．线段OA（包括A点）表示锌和过量的硫酸反应 D．线段OA（不包括A点）表示锌和过量的硫酸反应 解析：一定质量的锌与足量的稀硫酸充分反应，图2中A点表示某一时刻，反应刚好停止。线段OA（包括点A）表示金属和过量的稀硫酸反应。线段AB（不包括点A）表示金属已经反应完，而稀硫酸过量。不过，值得我们注意的是，如果是足量的锌与一定量的稀硫酸充分反应时，那么线段OA（包括点A）则表示过量的金属和稀硫酸反应。线段AB（不包括点A）表示稀硫酸已经消耗完，而锌过量。 解答：B、D 如图3，金属A的活动性要比金属B的活动性强。如果金属A、B与相同 质量分数的酸溶液反应后生成的化合物中元素化合价相同（如同为+2价等） 那么，生成氢气的体积越多或质量越大，则该金属的相对原子质量越小。 图3中金属B 的相对原子质量小于金属A的相对原子质量。 足量的A、B两种金属同时分别放入两份溶质质量分数相同的少量稀盐酸中， 如果反应后出现一种金属有剩余或两种金属都有剩余，而稀盐酸完全消耗了，
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) 3 B. Na2CO3 C. KNO3 D.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.0.15 B. 0.225 C. 0.35 D. 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。 【例1】将25.6 mg Cu 与1.4×10-3 mol 的浓硝酸恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为 ml。(假设反应中只产生NO 或NO2） 【例2】将6.4 g Cu与80 mol/L 60 mL 的硝酸充分反应,铜完全溶解,反应后溶液中的H+ 的物质的量为a mol.(假设反应中只产生NO或NO2),此时溶液中所含NO3-的物质的量为 mol。 A. 0.28 B. 0.31 C. a+0.2 D. a+0.4 【例3】为测定某铜银合金的成分,将30 g 合金完全溶解于80 ml、浓度为 13.5 mol/L的浓硝酸中,合金完全溶解后,收集到6.72 L(标准状况下)的气体 (假设反应中只产生NO或NO2),并测得溶液的pH=0 ， 假设反应后溶液的体积仍80 mL。 (1) 被还原的硝酸的物质的量. (2)合金中各金属成分. 三、从得失电子守恒的角度 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 ,
硝酸与金属反应计算题文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
与反应的 一、从反应的本质看: 与反应的实质是与H+和NO 3 - 共同作用. 例如:铜与稀反应的实质是: 3Cu +8H+ +2NO 3 - ===3Cu2+ +4H 2 O +2NO↑ Fe2+与稀反应的实质是: 3Fe2+ + 4H+ + NO 3 - === 3Fe3+ + 2H 2 O + 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.Fe 2 (SO 4 ) 3 B.Na 2 CO 3 C.KNO 3 D.FeSO 4 解析: 铜不能与稀硫酸反应,但稀硫酸提供H+, 盐提供NO 3- ， 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,反应后,剩余m 1 g,再向其中加入一定量稀硫酸.充分振荡后, 剩余m 2 g, 则m 1 与m 2 的关系是( )。 A. m 1一定大于m 2 B. m 1 一定等于m 2 C. m 1 可能等于m 2 D.m 1 可能大于m 2 解析: 铁铜混合物与不足量的反应后生成盐,即溶液中的盐含有NO 3 -,再加稀硫酸提供H+,发生氧化还原反应,会再溶解一部分。答案选A。 例3.已知Fe2+可以水解: Fe2+ +2H 2O Fe(OH) 2 +2H+ ， 现向Fe(NO 3 ) 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 (NO 3) 2溶液中含有NO 3-,再加入稀硫酸提供H + ,发生氧化还原反应，3Fe 2+ + 4H + + NO 3 - === 3Fe 3+ + 2H 2O + NO↑ 溶液变黄,答案 选 C 例4.在100 mL 混合溶液中, HNO 3 和 H 2SO 4 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 Cu 2+ 的物质的量浓度是( )。 A. 0.15 B. 0.225 C. 0.35 D. 0.45 解析: 题中告诉了HNO 3和H 2SO 4的物质的量浓度,可以求出H + 和NO 3- 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, NO 3- 和Cu 过量.按照 H + 的量代入离子方程式.答案 选B 。 二、从在反应中的作用: 参加反应的一部分显酸性,生成盐,另一部分作氧化剂,一般转化为氮的氧化物(NO 或NO 2 ),根据氮元素守恒解题。 例5.将25.6 mg Cu 与1.4×10-3 mol 的浓恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为 ml 。(假设反应中只产生NO 或NO 2) 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,所以25.6 mg Cu 完全反应,必然有0.8×10-3 mol 的显酸性,其余的中的氮全转移到NO 或NO 2中,即有1 mol HNO 3 作氧化剂就有1 mol 氮的氧化物(NO 或NO 2)。答案13.44 mL.。 例6.将1.92 g 铜粉与一定量浓恰好完全反应,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为 1120 mL 。(假设反应中只产生NO 或NO 2)则消耗的物质的量为 mol 。
硝酸以及有关硝酸的计算浓硫酸、硝酸反应规律总结 方程式 1.浓硫酸与铜 2.浓硫酸与碳 3.浓硝酸与铜 4.浓硝酸与铁（加热） 5.浓硝酸与铝 6.浓硝酸与银 7.浓硝酸与碳
8.浓硝酸与硫 9.稀硝酸与铜 10.稀硝酸与铝 11.稀硝酸与银 12.稀硝酸与少量铁 13.稀硝酸与过量铁 1、向25mL 18.4mol/L-1H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量（） A．小于0.23 mol B．等于0.23 mol C．0.23 mol～0.46 mol D．等于0.46 mol 2.铜与0.87mol/L的硝酸反应，如果NO3-浓度下降0.2mol/L，则溶液中c（H+）同时下降 mol/L
3. 1.92g Cu投入到一定量的浓HNO3中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下672mL气体，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O2，恰好使气体完全溶于水，求通入O2的体积。 （2）试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序（按产物气体从左至右的流向）是（填装置的编号）：→→→ （3）实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是，B瓶溶液的作用是，C瓶溶液的作用是。 （4）装置②中所加的固体药品是，可确证的产物是，确定装置②在整套装置中的位置的理由是。 （5）装置③中所盛溶液是，可验证的产物是
硝酸是一种强氧化性酸，其强氧化性特别是硝酸参与化学反应的计算是中学化学知识中的重点及难点，也是高考中常见的命题热点。 一、 关于硝酸 1、氧化性酸和酸的氧化性 任何酸溶液中都有较大量H +, H +作为氢元素的最高价态当然具有氧化性，且只有氧化性。因此，任何酸都具有氧化性，我们称其为：“酸的氧化性”，所谓酸的通性也就是H +的性质，活泼金属与酸发生置换反应放出氢气就体现了酸（H +）的氧化性。 氧化性酸则是指其酸根部分也拥有氧化性的酸，如硝酸。 2、硝酸在化学反应中的作用 ①．只起酸的作用，如：Cu(OH)2 + 2HNO 3 == Cu(NO 3)2 +2H 2O ②．只起氧化剂的作用。如:C + 4 HNO 3 == CO 2↑ +4 NO 2 ↑+2H 2O ③．即起酸的作用又起氧化剂的作用，如：3FeO + 10 HNO 3 (稀) == 3Fe(NO 3)3 + NO ↑ + 5 H 2O 3、 硝酸跟金属反应的一般规律 ①．除Au 、Pt 以外，硝酸能和几乎全部金属发生氧化还原反应。 ②．硝酸越稀，其还原产物的价态越低；金属越活泼，其还原产物的价态越低。 ③．Fe 、AL 能被冷、浓硝酸钝化（钝化不是不反应）。 ④．位于金属活动顺序表中H 以后的金属（Cu 、Hg 、Ag ）能使浓硝酸还原为NO 2 ，稀硝酸还原为NO 。 如：Ag + 2HNO 3(浓) == AgNO 3 + NO 2 ↑+ H 2O 3Ag + 4HNO 3(稀) == 3AgNO 3 + NO ↑ + 2H 2O Zn 、Mg 等活泼金属与HNO 3 反应时，硝酸有可能被还原成N 2O 、N 2等，与极稀的硝酸反应，硝酸甚至被还原成NH 3. HNO 3(稀)只能使石蕊试液变红，不能使之褪色，因稀硝酸的氧化性不如浓硝酸强，不能将石蕊氧化。 2．考查气体制取及装置的选择 （1）硝酸具有强氧化性，不能用其来制取还原性气体（如：H 2、H S 2、S O 2、HI 、H B r
守恒法巧解金属与硝酸反应的计算题 一. 原子守恒法 例1.38.4gCu与适量浓反应，当铜全部作用后，共收集到标准状况下 的气体22.4L（不考虑转化为），反应消耗的硝酸的物质的量可能是（） A. B. C. D. 解析：在Cu与的反应中，起氧化剂和酸两种作用。因收集到的气体可能是和的混合气体，由N原子守恒知： 所以有： 答案为C。 二. 电子守恒法 例2. 铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应后硝酸被还原只产生 的气体和的气体（都已折算到标准状况），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. 9.02g B. 8.51g C. 8.26g D. 7.04g
解析：分析题意可知，最后生成的沉淀为与的混合物，其质量等于合金的质量与所结合的的质量之和。又铜、镁与硝酸反应生成+2价的阳离子，由电子守恒得。代入有关数据可得，所以结合的的物质的量为 ，故 。 答案为B。 例3. 14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与（标准状况）混合，通入水中，恰好被全部吸收，则合金中铜的质量为（） A. 1.4g B. 2.4g C. 3.2g D. 6.4g 解析：因硝酸的浓度未知，故根据方程式计算有困难。分析反应的整个流程知，失电子数等于转化为氮的氧化物的过程中得到的电子数，氮的氧化物失电子数等于得到的电子数，故失电子总数等于得到的电子数。 设，根据质量守恒和电子得失守恒可列式： 解得： 所以 答案为C。
三. 电荷守恒法 例4. 3.2g铜与过量的浓硝酸（）充分反应，硝酸的还原产物 有NO和，反应后溶液中的，则此时溶液中所含物质的量为（） A. B. C. D. 解析：本题用常规法较繁。分析题意知：反应后的溶液中含有的离子有： ，应用电荷守恒： 即 所以 答案为B。 金属与硝酸反应的过程中，金属失去的电子数一定等于硝酸还原为氮的氧化物时获得的电子数。灵活运用这一电子守恒法，往往能使复杂问题简单化，对于快速、准确地解决这一类题型有很大帮助。 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1.68LO2（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5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（） A．60mL B．45mL C．30mL D．15mL 解析：本题包含三个反应过程：①Cu+HNO3→Cu2++混合气体(NO2、N2O4、NO)；②混合气体(NO2、N2O4、NO)+O2+H2O→HNO3；③Cu2++2OH-＝Cu(OH)2↓。根据电子守恒，在反应①中Cu失去电子的物质的量与反应②中O2获得电子的物质的量相等，即2n(Cu2+)＝4n(O2)，得：
硝酸与金属反应的有关计算典例在线 在某100 mL混合液中，HNO 3和H 2 SO 4 的物质的量浓度分别是0.4 mol·L?1、0.2 mol·L?1。向 该混合液中加入1.92 g铜粉，加热，待充分反应后(假设反应前后溶液体积不变)，所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度(mol·L?1)是() A．0.15 B．0.225 C．0.3 D．0.45 【答案】C 【解析】该混合溶液中含HNO 3为0.04 mol，含H 2 SO 4 为0.02 mol，即含 3 NO-0.04 mol，H+ 0.08 mol； 1.92 g铜粉的物质的量为0.03 mol，由离子方程式 3Cu+2 3 NO-+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O可知H+与Cu恰好完全反应，则生成Cu2+的物质的量为0.03 mol，故c(Cu2+)=0.3 mol·L?1，C项正确。 解题必备 硝酸与金属反应的有关计算方法 1．从反应的本质看：金属与硝酸反应的实质是金属与H+和 3 NO-的共同作用。 例如：铜与稀硝酸反应的实质是：3Cu +8H++2 3 NO-===3Cu2+ +4H2O +2NO↑。 Fe2+与稀硝酸反应的实质是：3Fe2+ +4H+ + 3 NO-===3Fe3+ +2H2O+NO↑。 2．从硝酸在反应中的作用看：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 )，根据氮元素守恒解题。 3．从守恒的角度看： (1)电子守恒：硝酸与金属反应属于氧化还原反应，一般情况下金属失去的电子被+5价的氮 得到，转化为 NO 或 NO 2 (也可能会转化为N 2 O、N 2 和NH 3 )，N原子得到的电子数等于金属原 子失去的电子数，由此可求出氮元素被还原后的价态，根据价态确定反应产物。 (2)原子守恒：硝酸与金属反应时，一部分以 3 NO-的形式存在，一部分转化为还原产物，这两 部分中N的物质的量与反应消耗的HNO 3 中N的物质的量相等。 4．从反应始态和最终状态看：终态法的运用使许多复杂问题简单化，在化学计算中具有非常重要的地位。
硝酸与金属反应的计算 一、从反应的本质看： 金属与硝酸反应的实质是金属与H+和NOJ共同作用. 例如:铜与稀硝酸反应的实质是:3Cu +8H +2NO3 ===3Cu +4H2O +2N0f Fe2+与稀硝酸反应的实质是:3Fe2+ + 4H + + NO3- === 3Fe3+ + 2出0 + NO f 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 （S04）3 B. Na2CO3 C. KNO 3 D.FeSO4 解析：铜不能与稀硫酸反应，但稀硫酸提供H +，盐提供N03-，构成强氧化条件，能溶解铜并产生气体。答案选C o 例2.铁铜混合物加入不足量的硝 _，反应后，剩余金属m i 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m i与m?的关系是（）。 A. m 1 一定大于m2 B. m i 一定等于m： C. m i可能等于m： D. m 1可能大于m： 解析：铁铜混合物与不足量的硝酸反应后生成硝酸—，即溶液中的盐含有NOf,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 o 例3.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 解析：原Fe （NO3）2溶液中含有NOJ，再加入稀硫酸提供H+，发生氧化还原反应，3Fe2+ + 4H+ + 3+ NO3- === 3Fe + 2H2O + NO f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. 0.15 B. 0.225 C. 0.35 D. 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，NO 3-和Cu过量.按照H+的量代入离子方程式计算.答案选B。 二、从硝酸在反应中的作用: 参加反应的硝酸一部分显酸性，牛成硝酸盐，另一部分作氧化剂，一般转化为氮的氧化物（NO或NO 2），根据氮元素守恒解题。 -3 例5.将25.6 mg Cu与1.4 X0 mol的浓硝酸恰好完全反应，反应后收集到的气体在标准状况下的体积为_______________ ml。（假设反应中只产生NO或NO 2） 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，所以25.6 mg Cu完全 反应必然有0.8 >10-3 mol的硝酸显酸性，其余的硝酸中的氮全转移到NO或NO2中，即有1 mol HNO 3作氧化剂就有1 mol氮的氧化物（NO或NO2）。答案13.44 mL.。 例6.将1.92 g铜粉与一定量浓硝酸恰好完全反应，反应后收集到的气体在标准状况下的体积 为1120 mL o （假设反应中只产生NO或NO 2）则消耗硝酸的物质的量为—mol。 A. 0.12 B. 0.11 C.0.09 D.0.08