硝酸硫酸与金属
硝酸硫酸和金属
⑴跟金属反应①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化.②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2 Cu + 2H2SO4(浓) ==== CuSO4 + SO3↑+ 2H2O 2Fe + 6H2SO4(浓) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO3↑+ 6H2O 在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性.2.硝酸跟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,但硝酸跟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,跟浓硝酸反应时,主要得到NO2,跟稀硝酸反应时,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、锌等金属跟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 g／cm3～1.20 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,氨跟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等重金属跟浓、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等金属跟浓硝酸作用,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）.3.金属的钝化（1）钝化现象如果在室温时试验铁片在硝酸中的反应速率以及与硝酸浓度的关系,我们将会发现铁的反应速率最初是随硝酸浓度的增大而增大.当增大到一定程度时,它的反应速率迅速减小,继续增大硝酸的浓度时,它的反应速率更小,最后不再起反应,即铁变得“稳定”了,或者像一般所说的,铁发生“钝化”了.不仅铁,其他一些金属也可以发生钝化.例如,Cr、Ni、Co、Mo、Al、Ta、Nb和W等,其中最容易钝化的金属是Cr、Mo、Al、Ni、Fe.不仅硝酸,其他强氧化剂如浓硫酸、氯酸、碘酸、重铬酸钾、高锰酸钾等,都可以引起金属的钝化.硫酸与金属反应的一般规律之一(1)浓H2SO4与金属反应的规律①常温时，Fe、Co、Ni、Cr、Al等金属与浓H2SO4作用，发生“钝化”。
铁和铝遇浓硫酸和浓硝酸钝化的方程
铁和铝是常见的金属材料，它们在工业生产和日常生活中都有着广泛的应用。
然而，当它们与浓硫酸和浓硝酸发生化学反应时，会产生钝化现象。
钝化是指金属表面形成一层不溶于酸的无害氧化物膜，使金属不再与酸发生反应，从而降低了金属的腐蚀性。
以下将分别介绍铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化反应方程式。
一、铁在浓硫酸中的钝化反应方程式正常情况下，铁与浓硫酸会发生化学反应，产生二氧化硫气体和硫酸亚铁：1. Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2↑在此反应中，铁原子失去了两个电子，以使自身氧化态从0变为+2，同时硫酸中的H+离子接受了电子，以使自身还原态从+6变为+4。
这是一种典型的金属与酸发生反应的氧化还原反应。
然而，当铁与浓硫酸发生钝化后，化学反应会受到抑制，不再发生腐蚀作用。
铁在浓硫酸中的钝化反应方程式如下：2. 6Fe + 2H2SO4 + 3O2 -> 2Fe2O3 + 2FeSO4 + 2H2O在此反应中，铁表面形成了一层Fe2O3氧化物膜，阻止了铁与硫酸的进一步反应。
这种氧化物膜的形成，起到了保护金属表面的作用，使得铁不再与浓硫酸发生反应。
二、铝在浓硫酸中的钝化反应方程式与铁类似，铝与浓硫酸也会发生化学反应，产生二氧化硫气体和硫酸铝：3. 2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2↑在此反应中，铝原子失去了三个电子，以使自身氧化态从0变为+3，同时硫酸中的H+离子接受了电子，以使自身还原态从+6变为+4。
而当铝与浓硫酸发生钝化后，化学反应同样受到抑制。
铝在浓硫酸中的钝化反应方程式如下：4. 2Al + 6H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2↑在此反应中，铝表面也会形成一层氧化物膜，包括Al2O3和Al(OH)3，阻止了铝与硫酸的进一步反应。
铁和铝在浓硫酸中的钝化反应方程式，可以看出当金属表面形成不溶于酸的氧化物膜时，金属不再与酸发生反应，从而降低了金属的腐蚀性。
硝酸与金属反应的有关计算
硝酸与⾦属反应的有关计算2019-06-28⼀、基本题型1.⾦属与硝酸的反应计算例138.4 mg铜与适量的浓硝酸反应，铜全部作⽤后，共收集到22.4 mL（标准状况）⽓体，反应消耗的HNO3物质的量可能是（）。
解析解法⼀极端假设法n（Cu）=6.0×10-4mol，若38.4 mg铜全部与浓硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为2.4×10-3mol，若38.4mg铜全部与稀硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸为1.6×10-3mol，事实上铜先与浓硝酸反应，浓硝酸变稀后，⼜与稀硝酸反应。
消耗的硝酸的物质的量应在1.6×10-3mol和2.4×10-3mol之间。
故选C。
解法⼆氮原⼦守恒法2.⾦属与硝酸反应产⽣的⽓体⼜被氧⽓氧化成硝酸的计算例21.92 g Cu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672 mL的⽓体（标准状况下）。
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氧⽓，恰好使⽓体完全溶于⽔，则通⼊的氧⽓的体积为（）mL。
A.168B.224C.336D.504解析得失电⼦守恒法从反应的过程分析，铜失去电⼦，先被硝酸氧化，得到NO2、NO，然后NO2、NO失去电⼦⼜被氧⽓氧化。
从反应的始态和终态看，铜在反应中失去电⼦，氧⽓在反应中得电⼦，根据得失电⼦守恒，铜失去的电⼦总量等于氧⽓得到的电⼦总量。
设通⼊的氧⽓的体积为x mL，则：（1.92/64）×2=（x/22400）×4，解得：x=336，答案选C。
3.⾦属与硝酸和硫酸的混合酸反应的计算例3在100 mL某混合酸中，硝酸的物质的量浓度为0.4 mol·L-1，硫酸的物质的量浓度为0.1 mol·L-1，向其中加⼊1.92 g铜粉，微热，待充分反应后，则溶液中Cu2+的物质的量浓度为（）mol·L-1。
硝酸与硫酸哪个的酸性强？
硝酸（HNO3）和硫酸（H2SO4）都是强酸，能够在水中完全电离。
然而，在比较两者的酸性强度时，硫酸通常被认为比硝酸更强一些。
硫酸是一种双质子酸，它具有两个可以释放的氢离子（质子），第一步电离非常完全，产生H+和HSO4-。
对于第一步电离来说，硫酸是一个非常强的酸。
第二步电离将HSO4-转变成SO42-和H+，尽管这步电离较弱，但总的来说，硫酸仍然是非常强的酸。
硝酸是单质子酸，只有一个质子可以释放，在水溶液中它也完全电离，生成H+和NO3-。
酸性的度量可通过酸的电离常数（Ka）或pKa值（pKa = -log10(Ka)）来表示，数值越低表示酸性越强。
硫酸的第一步电离的Ka值非常大，大到甚至难以准确测量，因为反应接近于完全不可逆，而硝酸的Ka也非常大，但相对于硫酸的第一步电离略小一些。
这意味着硫酸放出第一个质子的能力更强，因此在一般情况下我们会说硫酸的酸度比硝酸强。
尽管如此，在实际应用中，两者都是很强的酸，能够对许多材料产生腐蚀作用，并且在化学合成中都是常见的强酸催化剂。
酸与金属反应的相关计算(含详细答案)
硝酸与金属反应的相关计算向50 mL 18 mol·L－1的H2SO4溶液中加入适量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量( )A ．小于0.45 molB ．等于0.45 molC ．在0.45～0.90 mol 之间D ．大于0.45 mol【解析】 浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。
浓硫酸与铜反应时，随着反应进行，其浓度也逐渐下降，当浓硫酸变为稀硫酸时反应就会停止。
因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。
据题意，被还原的硫酸物质的量理论值为n (H 2SO 4)＝12×18mol/L×0.05 L＝0.45 mol 。
答案】 A(2011年天津南开中学高一质检)将32.64 g 铜与140 mL 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO 和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L 。
请回答：(1)NO 的体积为________L ，NO2的体积为________L 。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH 溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol·L－1。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH 溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g 。
【解析】 (1)设生成NO 的物质的量为x ，生成NO 2的物质的量为y 。
则有⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＝11.2 L22.4 L/mol 3x ＋y ＝32.64 g64 g/mol×2解得x ＝0.26 mol y ＝0.24 molV (NO)＝0.26 mol×22.4 L/mol＝5.824 L V (NO 2)＝0.24 mol×22.4 L/mol ＝5.376 L 。
(2)由原子守恒得：n (HNO 3)＝n (气体)＋n (NaOH)所以c (HNO 3)＝aV ×10－3＋0.50.14mol·L －1。
金属和酸反应条件
金属和酸反应条件
金属和酸反应是化学中常见的一种反应，其发生的条件如下：
1. 排在氢之前的金属可以与稀硫酸、盐酸反应，置换出酸中的氢气，如锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气。
2. 金属活动顺序表中氢之前的金属可以和浓硫酸、硝酸反应，但金属与浓硫酸、硝酸反应需要加热，如铜与浓硝酸反应需要加热。
3. 稀硝酸和金属反应，不从溶液中置换出氢气。
4. 浓硫酸具有氧化性，常温下与铁、铝金属发生钝化反应。
以上是金属和酸反应的一般条件，建议查阅化学书籍或咨询化学专家了解更详细的内容。
金属与酸反应的常用规律
金属与酸反应的常用规律.金属与酸的反应均为氧化还原反应，且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物 质的量。
.在金属活动性顺序中位于氢之前的活泼金属(以下简称活泼金属)，能与非氧化性酸发 生置换反应，生成盐和氢气。
价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应，可生成2a 。
.等物质的量的活泼金属与足量的非氧化性酸反应，金属元素的价态越高，生成的量越多；且生成的量之比(物质的量之比、质量之比、同条件下的体积之比)等于金属元素的化合价之比。
如等物质的量的锂、钠、钾与足量盐酸反应产生的氢气的质量比为∶∶；等物质的量的钠、镁、铝与足量盐酸反应产生的氢气的质量比为∶∶。
.等质量的活泼金属与足 量的非氧化性酸反应，生成 的量(如物质的量、质量、同条件下的体积) 之比等于金属的摩尔电子质量 (金属失去 电子时所需的质量，叫金属的摩尔电子质量) 的倒数之比。
如等质量的锂、钠、钾与足量盐酸反应产生的氢气的质量比为71∶231∶391；等质量的钠、镁、铝与足量的稀硫酸反应产生氢气的质量比为231∶121∶91；等质量的常见金属中产生氢气最多的为铝。
.活泼金属与非氧化性酸反应，若产生等量的，所需金属的物质的量之比等于金属元素的化合价的倒数之比；所需金属的质量之比等于金属的摩尔 电子质量之比。
.当参加反应的金属与产生气体的质量差相等时，反应后两溶液的增量相等。
.金属与氧化性酸(如浓硫 酸、稀硝酸、浓硝酸)反应时都不产生氢气。
大多数金属在加热的条件下均能跟浓硫酸反应，除个别金属(如、)外几乎所有的金属在常温下就能跟硝酸反应。
.铁、铝、铬、镍等金属与冷的浓硫酸或浓硝酸能够产生钝化现象。
.变价金属(如)与非氧性酸反应，生成低价金属的盐； 变价金属(如)与氧化性酸反应，可生成高价金属的盐(金属过量时，生成低价金属的盐)。
.金属与非氧化性酸反应 时，参加反应的酸全部起氧化作 用；金属与氧化性酸反应时，参加反应的酸部分起氧化作用，部分起酸的作用。
金属与酸反应的规律大总结
金属与酸反应的规律大总结一、金属与酸反应的规律1、K、Ca、Na等活泼金属能与水剧烈反应生成H2 。
2、金属活动顺序H前的金属与非氧化性酸反应生成H2。
3、金属活动顺序H后的金属与非氧化性酸不反应，但能与强氧化性酸发生反应，但不产生H2 ,而是H2O ,如铜与稀硫酸不反应，但能与浓硫酸、硝酸等强氧化性酸反应。
4、很不活泼金属Pt、Au等不溶于氧化性酸，但能溶于王水（浓硝酸和浓盐酸按体积比为 1 ： 3的比例混合而成）。
5、常温下，Al、Fe遇浓硫酸和浓硝酸会发生钝化，生成一层致密的氧化物保护膜，这是金属与强氧化性酸发生氧化还原反应的结果。
6、铁与硝酸反应较为复杂，具体情况如下：铁与稀硝酸反应，还原产物一般为NO:铁不足：Fe + 4HNO 3 （稀）----------- Fe（NO 3）3 + NO f + 2H2O铁过量：3Fe + 8HNO3（稀）----------- 3Fe（NO 3）2 + 2NO f + 4H2O铁与浓硝酸反应，还原产物一般为NO2 :常温下：发生钝化加热时：剧烈反应，一般生成铁盐。
二、金属与非氧化性酸反应的计算规律解答此类试题时，关键是确定金属与氢气或者酸与氢气之间的对应关系式，在根据试题所给的限定条件作出相应的解答。
金属与非氧化性酸反应时，应注重下面四个方面的规律：1、金属与酸反应均为氧化还原反应，且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。
2、1mol a价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应，可生成a/2 molH 23、Na Mg Al与酸反应规律酸足量(金属完全反应)时a. 等物质的量的不同金属与足量的酸反应时，产生H2的体积比等于金属元素的化合价之比。
即产生的气体Na : Mg: Al=1 : 2： 3可简单记忆为：金属元素的化合价数对应H原子个数，如：Na 〜H 〜1/2H2 Zn 〜2H 〜H2 Al 〜3H 〜3/2H 2 , … 皿八化合价、.b、相同质量的不同金属与足量酸反应时，产生H2的体积比等于金属的s …"日之比。
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⑴跟金属反应
①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化.
②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2 Cu + 2H2SO4(浓) ==== CuSO4 + SO3↑+ 2H2O 2Fe + 6H2SO4(浓) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO3↑+ 6H2O 在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性.
2.硝酸跟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,但硝酸跟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,跟浓硝酸反应时,主要得到NO2,跟稀硝酸反应时,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、锌等金属跟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 g／cm3～1.20 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,氨跟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等重金属跟浓、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等金属跟浓硝酸作用,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）.
3.金属的钝化（1）钝化现象如果在室温时试验铁片在硝酸中的反应速率以及与硝酸浓度的关系,我们将会发现铁的反应速率最初是随硝酸浓度的增大而增大.当增大到一定程度时,它的反应速率迅速减小,继续增大硝酸的浓度时,它的反应速率更小,最后不再起反应,即铁变得“稳定”了,或者像一般所说的,铁发生“钝化”了. 不仅铁,其他一些金属也可以发生钝化.例如,Cr、Ni、Co、Mo、Al、Ta、Nb和W等,其中最容易钝化的金属是Cr、Mo、Al、Ni、Fe. 不仅硝酸,其他强氧化剂如浓硫酸、氯酸、碘酸、重铬酸钾、高锰酸钾等,都可以引起金属的钝化.
硫酸与金属反应的一般规律之一
(1)浓H2SO4与金属反应的规律
①常温时，Fe、Co、Ni、Cr、Al等金属与浓H2SO4作用，发生“钝化”。
②加热时，除Au、Pt外，绝大多数金属都能与浓硫酸发生反应，但都没有氢气生成。
金属活动性顺序表中氢以前的金属与浓H2SO4作用时，金属被氧化为相应的硫酸盐，一般情况下，H2SO4被还原为SO2，但还原性较强的锌与浓H2SO4作用时，还原产物主要是SO2，往往同时有单质硫和硫化氢出现。
Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O
3Zn+4H2SO4(浓)3ZnSO4+S↓+4H2O
4Zn+5H2SO4(浓)4ZnSO4+H2S↑+4H2O
金属的还原性越强，生成S和H2S的倾向就越大。
在金属活动性顺序表中氢以后的金属，在加热情况下跟浓硫酸作用，金属被氧化为相应的硫酸盐，还原产物均是SO2，而不生成S和H2S。
(2)稀硫酸与活泼金属反应，生成硫酸盐(若金属为变价金属，则生成低价金属的硫酸盐)和氢气。
例如Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
Cu、Hg、Ag等位于氢后而后金属与稀H2SO4不反应。
硫酸与金属反应的一般规律之二
稀硫酸具有一般酸类的通性，它能与金属活动性顺序表中位于氢以前的金属如镁、锌、铁等作用，生成相应的硫酸盐，并放出氢气。
例如：
Zn+H2SO4(稀)==ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4(稀)==FeSO4+H2↑
在这类氧化还原反应中，H+离子(或H3O+离子)是氧化剂，金属原子(M)是还原剂。
至于金属活动性顺序表中氢后面的金属如铜、银、汞等，与稀硫酸不起作用。
浓硫酸是一种相当强的氧化剂，尤其当加热时，它的氧化性更加显著，其氧化作用是由于硫酸分子中含有价态为+6的硫原子所引起的。
除金、铂等少数金属外，热的浓硫酸几乎能氧化所有金属，硫酸则随着金属还原性强弱的不同，而被还原成硫的各种不同价态的产物，如SO2、S和H2S等。
不过在一般情况下，大都生成SO2。
例如：
Pb+3H2SO4(热、浓)==Pb(HSO4)2+SO2↑+2H2O
2Ag+2H2SO4(热、浓)==Ag2SO4+SO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(热、浓)==CuSO4+SO2↑+H2O
Zn+2H2SO4(热、浓)==ZnSO4+SO2↑+2H2O
由于锌的还原性较强，同时还进行下列反应：
3Zn+4H2SO4(热、浓)==3ZnSO4+S↓+4H2O
4Zn+5H2SO4(热、浓)==4ZnSO4+H2S↑+4H2O
在常温下，浓硫酸(浓度在93％以上)与铁却不起作用。
这是因为铁的表面被浓硫酸氧化而生成一层致密的氧化物保护膜，活性降低，变成“钝态”，使反应不能继续进行。
因此，钢和铸铁可以制造浓硫酸的贮槽。
但应注意，不要把装浓硫酸的铁制容器长时间地敞开放置着，这是由于浓硫酸具有很强的吸水性，容易吸收空气中水分而逐渐稀释，当硫酸降到一定浓度后，就会与铁作用而使容器腐蚀。
除铁以外，常见金属如铬、钼、镍、铝等在浓硫酸中也能变成“钝态”。
例如，铝能被中等浓度的硫酸所溶解，但它在冷的浓硫酸中却几乎不起作用。