金屬與硝酸反應(yīng)的計算

關(guān)于金屬與硝酸反應(yīng)的計算1、原子守恒法

Cu+4HNO3(濃)

=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OHNO3與金屬反應(yīng)時，一部分HNO3起酸的作用以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3物質(zhì)的量。n(反應(yīng)的硝酸)=n(被還原的硝酸)+n(未被還原的硝酸)=n(被反應(yīng)的硝酸)+2n(Cu2+)第2頁,共19頁，2024年2月25日，星期天例.25.6mgCu跟含有1.4×10-3mol的硝酸恰好完全反應(yīng),反應(yīng)完畢后收集到的氣體在標準狀況下的體積為

A．7.84mLB．13.44mL()C．15.68mLD．17.92mLB解析：擴放數(shù)據(jù),簡化計算n(Cu)=0.4mol,生成0.4molCu(NO3)2,故生成氣體為1.4mol-0.4mol×2=0.6mol，氣體體積為0.6×22.4=13.44L。第3頁,共19頁，2024年2月25日，星期天2、電子得失守恒法

HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬電子的物質(zhì)的量。第4頁,共19頁，2024年2月25日，星期天例.某二價金屬與硝酸反應(yīng)時，金屬與硝酸所消耗的物質(zhì)的量之比為2:5，則HNO3的還原產(chǎn)物是（）

A.NH4NO3B.N2OC.NOD.NO2AB解析:若二價金屬(M)為2mol,生成2molM(NO3)2,未被還原的硝酸4mol,被還原的硝酸1mol,根據(jù)得失電子數(shù)相等,HNO3中N元素被還原成+1價,應(yīng)為N2O;NH4NO3中N元素的平均化合價為+1價。答案AB。第5頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

HNO3過量時反應(yīng)后溶液中（不考慮OH-）則有：c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。3、電荷守恒法第6頁,共19頁，2024年2月25日，星期天例.3.2g銅與過量硝酸反應(yīng)，硝酸被還原為NO2和NO。反應(yīng)后溶液中含H+amol,則此時溶液中含NO3-的物質(zhì)的量為__________mol。解析:

反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)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頁,共19頁，2024年2月25日，星期天4、利用離子方程式計算法

金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中NO3-

在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算，先作過量判斷,然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或NO3-進行相關(guān)計算，且溶液中要符合電荷守恒。第8頁,共19頁，2024年2月25日，星期天例.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物質(zhì)的量濃度分別為0.1mol/L和0.4mol/L。若向該混合液中加入足量的銅粉，則最多能溶解銅粉的質(zhì)量為()

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頁,共19頁，2024年2月25日，星期天1、金屬與HNO3反應(yīng)的計算2、合金與HNO3反應(yīng)的計算5、金屬與HNO3反應(yīng)后，再加NaOH使金屬離子沉淀的計算4、金屬與HNO3反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體又被O2氧化成HNO3的計算3、金屬與HNO3、H2SO4混酸反應(yīng)的計算相關(guān)題型第10頁,共19頁，2024年2月25日，星期天1、金屬與HNO3反應(yīng)的計算例.把7.2g鐵粉投入40mL某HNO3溶液中,充分反應(yīng)后剩余固體1.6g,產(chǎn)生NO2和NO的混合氣體0.08mol。若不考慮N2O4的存在,則原HNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為()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：鐵剩余說明應(yīng)按第一個方程式進行計算，反應(yīng)所消耗的鐵的物質(zhì)的量為0.1moln(反應(yīng)的硝酸)=n(被還原的硝酸)+n(未被還原的硝酸)=n(被反應(yīng)的硝酸)+2n(Fe2+)=0.08mol+0.2mol=0.28molC（HNO3）=0.28mol/0.4L=7.0mol/L

C第11頁,共19頁，2024年2月25日，星期天2、合金與HNO3反應(yīng)的計算

(2009·啟東模擬)某高三研究性學習小組為了測定某銅銀合金的成分，將30.0g該合金溶于80mL13.5mol/L的濃HNO3中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72L(標準狀況)，并測得溶液的c(H＋)＝1mol/L，假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80mL，試計算：(1)被還原的硝酸的物質(zhì)的量；(2)合金中銀的質(zhì)量分數(shù)。第12頁,共19頁，2024年2月25日，星期天解析：

反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體為NO和NO2的混合氣體，n（混）=0.3mol，即被還原的硝的物質(zhì)的量為0.3mol.已知n(HNO3)剩＝0.08mol、n(HNO3)還原＝0.3mol，得硝酸銀和硝酸銅中所含NO3-的物質(zhì)的量為0.7mol，設(shè)合金所含銅的物質(zhì)的量為x，銀的物質(zhì)的量為y，根據(jù)得失電子守恒和氮原子守恒，列方程組如下64x+108y=30.02x+y=0.7X=0.3Y=0.1進而求得合金中銀的質(zhì)量分數(shù)為36.0%第13頁,共19頁，2024年2月25日，星期天三、金屬與HNO3、H2SO4混酸反應(yīng)的計算15.有一含0.04molH2SO4、0.04molHNO3的混合稀溶液，加入足量的銅粉，加熱充分反應(yīng)，最終可產(chǎn)生氣體的物質(zhì)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頁,共19頁，2024年2月25日，星期天

例31.92g銅投入一定量濃HNO3中，銅完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到672ｍＬ氣體（標準狀況），將盛有此氣體的容器倒扣在水中，通入標準狀況下一定體積的Ｏ2

，恰好使氣體完全溶于水中，則通入Ｏ2的體積（）

A.504ｍＬB.336ｍＬ

C.224ｍＬD.168ｍＬB四、金屬與HNO3反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體又被O2氧化成HNO3的計算第15頁,共19頁，2024年2月25日，星期天解析：反應(yīng)過程為銅與硝酸反應(yīng)失電子，硝酸得電子被還原為NO、NO2，接著NO、NO2與氧氣和水反應(yīng)重新生成硝酸，在生成硝酸的這個反應(yīng)里NO、NO2失電子，氧氣得電子，由電子守恒得銅在反應(yīng)中失電子數(shù)等于氧氣得電子數(shù)。

即(1.92/64)*2=n(O2)*4求得n(O2)=0.015molV(O2)=336ml第16頁,共19頁，2024年2月25日，星期天五、金屬與HNO3反應(yīng)后，再加NaOH使金屬離子沉淀的計算例.(2000年上海市)銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的NO2氣體和336mL的N2O4氣體（氣體的體積已折算到標準狀況），在反應(yīng)后的溶液中，加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量為()A.9.02gB.8.51gC.8.26gD.7.04g第17頁,共19頁，2024年2月25日，星期天解析:沉淀的質(zhì)量為金屬Cu、Mg的質(zhì)量加上