守恒原理在金属与硝酸反应计算中的应用
硝酸计算专业知识
HNO3与Fe恰好完全反应型:
计算原理:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO +2H2O 3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO +4H2O
所得溶质为硝酸铁或硝酸亚铁或混合物
练习1. 含ag硝酸旳稀溶液,恰好使5.6gFe粉完 全溶解,若有n/4gHNO3被还原,则n值不可能是
Fe、Cu混合与HNO3反应旳计算
B4.5mol/L C7.0mol/ L D9.0mol/L
硝酸与金属反应旳计算：
n(总HNO3)=n(氧化剂)+n(酸介质)+n(余) ①电子守恒②原子守恒③利用离子方程式计算
练习3．1L稀硝酸和稀硫酸旳混合液，其物质旳量浓度分别为 0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量旳铜粉，则最多能溶 解铜粉旳质量为
A2.4g B3.2g C6.4g D9.6g
练习4．3.2g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-旳物质旳量为________mol。
【答案】(a+0.1)mol
【例2】(2023年上海市高考题)铜和镁旳合金 4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只 产生4480mL旳NO2气体和336mL旳N2O4气 体（气体旳体积已折算到原则情况），在反应 后旳溶液中，加入足量旳氢氧化钠溶液，生成 沉淀旳质量为
C(HNO3)=0.6mol/L C(H2SO4)=0.9mol/L
3、多步综合计算
涉及到多种反应和多种物质，一般能够用守恒法解答。 守恒法涉及：电子守恒，原子守恒，质量守恒等。
（1）、电子守恒 【解析】在整个反应中得失电子数守恒，氧化剂得到旳电子与还原
自编守恒法在解硝酸型题中的应用
练习1、足量铜与一定量浓硝酸反应 得到硝 练习 、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 的混合气体,这些气 酸铜溶液和 的混合气体 标准状况)混合后通入水中 体 与1.68 L O2(标准状况 混合后通入水中，所有 标准状况 混合后通入水中， 气体 完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶 完全被水吸收生成硝酸。 液中加入5 mol/L NaOH溶液至 2+恰好完全沉淀 溶液至Cu 恰好完全沉淀, 液中加入 溶液至 则消耗NaOH溶液的体积是（ A ) 溶液的体积是（ 则消耗 溶液的体积是 A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL
7.在浓硝酸中放入铜片： 7.在浓硝酸中放入铜片： 在浓硝酸中放入铜片 （1）反应开始的化学方程式为 。 。 （3）待反应停止时，再加入少量25%的稀硫酸， 待反应停止时，再加入少量25%的稀硫酸， 25%的稀硫酸 这时铜片上又有气泡产生，其原因和离子方程式 这时铜片上又有气泡产生， 是 。 铜与一定量的浓硝酸反应， （4）若将12.8 g铜与一定量的浓硝酸反应，铜消耗 若将12.8 g铜与一定量的浓硝酸反应 完时，共产生气体5.6 L（标准状况）， ），则所消耗 完时，共产生气体5.6 L（标准状况），则所消耗 的硝酸的物质的量是 对分子质量为 。 ，所得气体的平均相 （2）若铜有剩余，则反应快要结束时的化学方程式是 若铜有剩余，
解题关键: 在溶液中阳离子所带正 解题关键: 电荷总数等于阴离子所带负电荷总数， 电荷总数等于阴离子所带负电荷总数，溶 液电中性。 液电中性。
练习1. 混合溶液中含 混合溶液中含SO － 练习 1L混合溶液中含 42－0.25mol， ， Cl－0.5mol ,NO3－0.25mol ,Na＋0.25 mol ,其余 其余 为H＋，则H＋物质的量浓度为 （ C）。 A．2.5 mol/L B.1 mol/L ． C.1.0 mol/L D.5 mol/L
硝酸与金属反应计算
• ⑵乙组用agCu粉，全部溶于过量的稀HNO3中， 测得生成气体的物质的量是 mol，消耗的 HNO3的物质的量是 mol。为消除污染，将 生成的气体通入水中并同时通入O2，使生成的 气体完全溶于水再生为HNO3，则消耗O2的物质 的量是 mol。
吸收，产物只有NaNO3、NaNO2和H2O，则生 成NaNO2的物质的量是 mol，NaNO3的物 质的量是 mol。
• ⑴此稀硝酸的物质的量浓度。
• ⑵②中产生NO的物质的量。
• ⑶每份金属混合物中，含Fe、Cu的物质的量。
• ⑷使②中金属完全溶解，至少还需加入此稀硝酸 的体积及又放出NO的物质的量。
• ⑸③中生成NO的总物质的量和消耗硝酸的总物 质的量。
• 例10：甲、乙、丙三个研究小组为探究制备 Cu(NO3)2的最佳方案，用以下三种方法由Cu粉 制Cu(NO3)2溶液。
• A.0.28 mol
B.0.31 mol
• C.(n＋0.2) mol
D.(n＋0.4) mol
C
因反应后溶液中仅含有 Cu2＋、NO3－ 和 H＋
n(NO3－)＝2n(Cu2＋)＋n(H＋)＝0.1mol×2＋n mol ＝(n＋0.2) mol
• 例8：76.8 mg 铜和适量浓硝酸反应，铜全部溶 解后， 如果 NO3－ 离子减少 2×10－3 mol，则 溶液中 H＋ 同时下降
BC
Байду номын сангаас
• 例5：锌与硝酸反应，若有 1 mol 硝酸参加反应， 就有 0.8 mol 电子发生转移，此时硝酸的还原产 物中氮元素的化合价为______。
用守恒思想解决高中化学计算题
浅谈用守恒思想解决高中化学计算题摘要：化学计算是高中化学里一个重要环节，综合性和技巧性强，而守恒思想是在高中化学计算中运用最广泛的方法之一。
关键词：守恒思想；高中化学；计算题化学计算是中学化学的重要内容，也是每年高考命题考查的范围之一。
而守恒法又是运用最广泛的方法，它有如下特点：1.化学知识与数学计算有机结合。
化学计算的基础是对相关化学知识的正确理解和应用，而运算能力在化学计算中尤其重要，很多学生数学基础差，所以化学计算能力非常薄弱。
2.基础性强，对化学基本原理要求较高。
要合理地运用守恒法，要求对化学原理掌握得比较透彻，根据相应的化学原理列出相应的式子或者方程、不等式等。
3.有一定的技巧性。
化学计算题往往涉及一些巧算，而这些技巧性的计算运用最多的还是守恒，有电子守恒、电荷守恒、原子守恒等，更多的时候则是多种方法的综合运用。
而这种题型重点考查学生思维的敏捷性和整体性，所以学生掌握起来还是有一定的难度。
一、原子守恒-关系式法这种方法往往应用于比较复杂的多步反应或者多步计算，关键是把握好初始物质和最后的物质中间的量的关系。
例：某化肥厂用nh3制备nh4no3。
已知nh3制no的产率是96%；no制hno3的产率是92%，hno3与nh3反应生成nh4no3。
问制hno3所用去nh3的质量占总耗nh3的质量分数是多少？（不考虑生产上的其他损耗）分析：根据n原子守恒，制hno3所消耗的n原子数和与hno3反应的nh3的n原子数相等。
设100gnh3，其中被氧化nh3的质量为x克，则有：（x÷17）·96%·92%=（100-x）/17，解得x＝53.1，所以质量分数为53.1%。
二、原子守恒-差量法差量法要求把握反应的本质，弄清反应物和生成物之间的差，具体体现在体积差、质量差等。
而如果将化学中的守恒思想运用在差量法的计算中，一般学生就比较难掌握了。
例：将卤素互化合物brcln4.66g溶于水，再通入过量的so2，发生如下反应：brcln＋（n+1）h2o＋（n+1）/2so2＝hbr＋nhcl＋（n+2）/2h2so4，然后将所得溶液调至中性，再加入过量ba（no3）2溶液，除去生成的沉淀后，所得溶液用过量的agno3溶液处理，可得到15.46g沉淀，试确定卤素互化物brcln的n值。
硝酸与金属的反应(经典、全 面)
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) 3B. Na2CO3C. KNO3D.FeSO4【例2】已知Fe2+可以水解: Fe2+ +2H2OFe(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.0.15B. 0.225C. 0.35D. 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。
例析硝酸与金属反应的计算技巧
例析硝酸与金属反应的计算技巧摘要：通过实例和相关变形处理，介绍了硝酸与金属反应的计算题教学，旨在帮助学生理清反应的原理，合理应用电子守恒、原子守恒、电荷守恒等守恒关系，掌握化繁为简、化难为易、加快解题速度等计算技巧，由此培养及提高学生的计算能力和创造性思维能力。
关键词：硝酸；金属；氧化还原反应；守恒；化学计算文章编号：1005?C6629（2016）5?C0078?C05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B硝酸和金属反应都是氧化还原反应，产物比较复杂。
解决有关计算的问题，需要学生有较强的思维能力。
近年来受新课改影响的部分教师过于重视探究过程，而忽视了对学生计算能力的培养，导致学生对硝酸与金属反应的计算问题，感到束手无策。
如果抓住反应的实质，明确反应物和生成物微粒或者电荷之间的量的关系，用守恒的观点思考问题，解答起来就会得心应手、轻而易举了[1]。
为了帮助学生学会分析和思考，可以分类举例，有针对性地进行训练，并进行适当变形，力求让学生能举一反三，触类旁通。
1 电子数守恒在氧化还原反应过程中，总是存在着氧化剂得到（或者偏向）电子总数等于还原剂失去（或者偏离）电子总数的关系。
根据氧化还原反应中电子转移的总数守恒，可以列出关系式解答题目。
例题1 将3.84g铜与一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为2.24L，则，其中NO的体积为L，NO2的体积为L。
分析：在反应中1mol Cu失去2mol电子，3.84g Cu即0.06mol Cu，共失去0.12mol电子。
HNO3每生成1mol NO要得到3mol电子，每生成1mol NO2要得到1mol电子。
再根据电子守恒的原则可列出方程组求解。
答案：NO的体积为0.224L，NO2的体积为2.016L。
如果将原来的题目经过变形，又可以有以下几种情况。
[变形1] 3.84g Cu和一定量的浓硝酸反应，当铜反应完毕后，共收集到标准状况下的气体2.24L；把收集到气体的集气瓶倒立于水槽中，要通入多少mL标准状况下的O2可以使集气瓶充满溶液？提示：HNO3在反应中可能被还原为NO，也可能被还原为NO2，但是最后都与O2反应，再次被氧化为HNO3。
化学反应中的质量守恒定律
化学反应中的质量守恒定律化学反应是指物质在发生化学变化过程中，原子之间重新组合形成新的物质。
在化学反应中，质量守恒定律是一个基本的物质守恒原理，即反应前后系统中的质量总量保持不变。
本文将从质量守恒定律的原理、实验验证以及其在生活中的应用等方面进行探讨。
一、质量守恒定律的原理质量守恒定律是由法国化学家拉瓦锡于1789年提出的，并被广泛接受和应用。
它表明在一个封闭的系统中，化学反应前后系统的总质量保持不变。
根据质量守恒定律，化学反应前后系统中的原子总数是相等的，只是原子之间的组合发生了改变。
化学反应中，反应物分子中的原子通过键的断裂和生成新的化学键重新组合成产物分子。
由于原子的数量是守恒的，因此反应前后系统中的质量总量不变。
二、实验验证为了验证质量守恒定律，科学家进行了大量的实验研究。
其中一个经典的实验是铍和硝酸反应生成硝酸铵的实验。
实验中，首先称取一定质量的铍片，然后将其放入装有足够浓度的硝酸的容器中进行反应。
在反应完成后，所得产物通过干燥、称重等步骤再次确定质量。
实验结果表明，反应后容器中的质量与反应前的质量相同，证明了质量守恒定律的适用性。
这一实验验证了质量守恒定律在化学反应中的普适性和可靠性。
三、质量守恒定律在生活中的应用质量守恒定律不仅在实验室中得到验证，也广泛应用于生活中的各个领域。
1. 炼金术在古代，炼金术士们试图将基本金属转化为贵金属。
其中一个著名的实验是将铅转化为黄金。
虽然这一目标最终未能实现，但实验过程中质量守恒定律的应用得到了验证。
炼金术士们注意到，无论经过多少次反应，质量总量保持不变，这进一步坚定了质量守恒定律的地位。
2. 工业生产在工业生产中，质量守恒定律也扮演着重要的角色。
例如，化肥、合成材料和药物等的制造过程中，反应物的质量需要与产物的质量精确匹配，以确保产品的质量稳定性和可靠性。
此外，在环境保护方面，质量守恒定律也为处理废物和污染物提供了依据。
根据质量守恒定律，处理废物时需要确保总质量不变，以免对环境造成进一步的负面影响。
高中化学总复习之知识讲解—守恒法在化学计算中的应用(基础)-
守恒法在化学计算中的应用【高考展望】“守恒法”是中学化学经常采用的技巧性解题方法之一，是高考中常用的一种解题方法和解题技巧。
系统学习守恒法的应用，对提高解题速率和破解高考难题都有很大的帮助。
【方法点拨】一、守恒法的概念守恒法名目繁多，在不同版本的教辅材料中，有多种表述形式，如物料守恒、质量守恒、元素守恒、原子守恒、离子守恒、电荷守恒、电子守恒、物质的量守恒、体积守恒等等。
但本质上守恒法不外乎质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。
化学反应的实质是原子间的重新结合，所以一切化学反应都存在着物料守恒（质量守恒，微粒个数守恒）；宏观上各元素质量反应前后相等即质量守恒，微观上任一微观粒子（如原子、分子、离子等）反应前后个数相等。
得失电子守恒是针对氧化还原反应，氧化剂得到电子总数与还原剂失去电子总数相等。
电荷守恒一般是指在电解质溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等，溶液呈电中性。
一般情况下，能用“守恒法”解答的题目也能用其它方法解决，但较费时且易出错。
而“守恒法”则是利用物质变化过程中某一特定量固定不变来解决问题，其特点是不纠缠于细枝末节，只关注始态和终态，寻找变化前后特有的守恒因素，快速建立等式关系，巧妙作答，可节省做题时间，能提高解题速率和准确率。
二．守恒法的选取在进行解题时，如何选择并应用上述方法对于正确快速地解答题目十分关键。
首先必须明确每一种守恒法的特点，然后挖掘题目中存在的守恒关系，最后巧妙地选取方法，正确地解答题目。
1．在一个具体的化学反应中，由于反应前后质量不变，因此涉及到与质量有关的计算题可考虑质量守恒法。
2．在溶液中存在着离子的电荷守恒和物料守恒。
因此涉及到溶液（尤其是混合溶液）中离子的物质的量或物质的量浓度等问题可考虑电荷守恒法、物料守恒法。
3．在氧化还原反应中存在着得失电子守恒，因此涉及到氧化还原反应中氧化剂、还原剂得失电子数目及反应前后化合价变化等问题可考虑电子守恒法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
守恒原理在金属与硝酸反应计算中的应用
例1．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。
请回答下列问题：
(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
(2)参加反应的HNO3的物质的量是________。
(3)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(不必化简)。
(4)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。
金属与硝酸反应的思维模型
当堂当堂
当堂练手1．铜和铁的合金7.2 g完全溶于稀硝酸，若反应中硝酸被还原只产生NO气体，在反应后的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液，最终生成12.3 g沉淀。
则在标准状况下产生的NO气体的体积为()
A．1.12 L B．2.24 L
C．3.36 L D．1.68 L
2、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（）
A．0.4mol/LB．0.6mol/LC．0.8mol/LD．1.0mol/L
3、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V2
L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）（）
A．V1／89.6mol B．3V2/89.6mol C．m/128mol D．3V1／89.6mol
14gCu、Ag合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12L（标准状
况）O2混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中Cu的质量是（）A．9.6g B．6.4g C．3.2D．无法计算
4、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－1·LNaOH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
5.（1）少量铁屑与足量稀HNO3完全反应该反应的化学方程式为过量铁屑与少量稀HNO3完全反应该反应的化学方程式为⑵mg铁屑与含有ngHNO3的稀硝酸溶液恰好完全反应，若m∶n=0.8∶2.7，该反应的化学方程式为（假设还原产物是NO）（3）mg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）
（4）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。
6. 将1.52g镁铜合金完全溶于50mL密度为1.40g/ml.质量分数为63%的浓HNO3，得到0.06molNO2气体，向所得溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，当金属阳离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀。
请计算：（1）浓HNO3的物质的量浓度；（2）合金中镁铜的物质的量（3）．得到3.12g沉淀时，加入NaOH溶液体积。
7.向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的硝酸0.5L，固体完全溶解，生成Cu（NO3）2和NO。
向所得溶液中加入1L 1mol/L的NaOH溶液，金属阳离子全部沉淀，得到39.2g沉淀.
（1）写出Cu2O与该硝酸反应的化学方程式。
（2）混合物中Cu和Cu2O物质的量为多少？
（3）生成NO标况下的体积为多少L？（4）硝酸的物质的量浓度为多少mol/L？。