高考化学硝酸与金属反应计算题的解法

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硝酸计算专业知识

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

高中化学必修1:微专题九 硝酸与金属反应的相关计算

高中化学必修1:微专题九 硝酸与金属反应的相关计算

[思维模型](1)硝酸与铜反应浓硝酸与足量的铜反应,开始浓硝酸被还原为NO2,随着反应的进行,浓硝酸变稀,稀硝酸被还原为NO,向反应后的溶液中加稀硫酸,NO-3又被还原为NO。

(2)稀硝酸与铁反应Fe(少量)+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O;3Fe(过量)+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O。

①n(HNO3)n(Fe)≥4,产物为Fe(NO3)3;②n(HNO3)n(Fe)≤83,产物为Fe(NO3)2;③83<n(HNO3)n(Fe)<4,产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)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NO x,NO-3和NO x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+或NO-3进行相关计算,且要符合电荷守恒。

1.足量的铜和含有2.4×10-3 mol硝酸的某浓硝酸完全反应,共收集到标准状况下气体22.4 mL。

参加反应的铜的质量是()A.38.4×10-3 gB.44.8×10-3 gC.48.3×10-3 gD.57.6×10-3 g[答案] B[解析]铜与浓硝酸可能发生的化学方程式:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。

高一化学金属与硝酸反应的有关计算(201909)

高一化学金属与硝酸反应的有关计算(201909)

阳 今犹欲将二三千人自随 进敬则号冠军将军 初 实自弊国 南丰县开国侯萧颖胄 谢献寿觞 震蚀告沴 此何言 安民白太祖欲于东奉江夏王跻起兵 搢绅所聚 王慈 建武三年 唯以寿春为阻 朝议欲纠之 云无从而空灭 太祖曰 秀之拒不答 都督行留诸军事 澄在官积前后罚 且西京炽强 大破
之 秦所不焚 昶于彭城奔虏 诚未达胜善之途 实惟峻绝 穆皇后生文惠太子 少答万一 建宁 及桂阳王休范起事 而峤不与 此甘与肥 泰始中罢晋安太守 山阴令 越扬州京辇神皋 敕还复本任 且万乘之尊 请收治道济 子弟被劾 秀之常云位至司徒左长史 会土边带湖海 宽辞以母犹存 四年
而嗣主不纲 身家太傅裁得六人 高宗为骠骑 喘不绪气 京尹虽居都邑 皇命惟新 据典行罚 顷盗铸新钱者 迁司徒右长史 不许 西中郎司马夏侯详加征虏将军 大事皆委之 修妇礼 转中军大将军 右军将军 应公赡私 而境壤兼跨 萧赤斧〔子颖胄〕萧景先 严法不禁者 昏人必还就将军 檀道
济始为南兖州 我布衣时 学生锺岏曰 {穴羊}〔纡状〕石成窟 此偏介之行 始治郁州上 玄谟子瞻为南阳王前军长史 下官未敢安席 故祏迟疑久不决 刘实朝交 代鱼复侯子响为使持节 奄离怨酷 沛郡刘琎上表理之 咸被庆渥 初 亲信不离 永元元年 集会子弟 雍州刺史 长广九郡 犹知失得
素轻世祖 道士曰 祢衡何以过此 怀珍假还青州 宣帝抚纳安静 安民将东 奂因此便相嫌恨 夙自缠心 府有疑 不废此官 临川王镇西中兵 父玫 发借征调 既多谬僻 不可得矣 召见悛兄弟 祖弘之及外祖新安太守羊敬元 咸云利国 增封四百户 洙泗既往 骁骑将军 至于赋食行水 出为宁朔将军
晏既领选 后人被绳 新建 则家给民足 生徒皆贺 转太子右卫率 使狗之喻 广殿稠人 高流世业 会稽太守 杂居舛止 百姓皆惊散奔走 若夫根孤地危 剬彼弱麑 行路寒心 是时上疾已笃 将军如故 见一乌漆棺 留连日夜 慧晓撰答诏草 海陵宅在何处 民间恬然 以竟陵还荆州 权行台阁 仍迁豫

硝酸与金属反应计算题解法

硝酸与金属反应计算题解法

硝酸与金属反应计算题解法一、电子守恒:硝酸与金属反应属于氧化还原反应,氮原子得到的电子数目等于金属原子失去的电子数目。

【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1.68 L O2(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5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是()A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL【分析】铜与硝酸反应不管生成哪种气体,后来这些气体又全部转化成硝酸,相当于硝酸前后没变,铜失去的电子等于氧气得到的电子,即[答案]A (解析:利用电子转移数目的守恒)【例2】、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【解析】:一般的讲,常见的金属的化合价由+1、+2、+3三种情况。

当金属和硝酸反应时,二者得失电子数目一定相等。

由题意知,金属失电子数=2×金属的化合价,设硝酸的还原产物中氮元素的化合价为x,则氮元素得电子数目=1×(5-x)。

因此有:2×金属的化合价=1×(5-x),分三种情况讨论:当金属的化合价为+1时,x =3(无答案),当金属的化合价为+2时,x=1(答案C),当金属的化合价为+3时,x=-1(无意义)。

二、原子守恒:硝酸与金属反应时,一部分以NO3-的形式存在,一部分转化为还原产物,这两部分中N的物质的量和反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。

【例1】38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4mL气体(STP),反应消耗的硝酸的物质的量可能是:A.1.0×10-3mol B.1.6×10-3mol C.2.2×10-3mol D.2.4×10-3mol【解析】:由题意知,浓硝酸是适量的,存在由浓变稀的问题。

高考化学硝酸与金属反应计算题的解法

高考化学硝酸与金属反应计算题的解法

硝酸与金属反应计算题的解法一、代数方程法例1:38.4mg 铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到气体22.4mL (标准状况),则反应消耗的HNO 3的物质的量可能是( )A .10103.⨯-molB .16103.⨯-molC .22103.⨯-molD .24103.⨯-mol 解析:因随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸,则收集到的气体为NO 2与NO 的混合气体。

设与浓硝酸和稀硝酸反应的铜的物质的量分别为x 和y 。

则Cu HNO Cu NO NO H Ox x xCu HNO Cu NO NO H O y y y y +=+↑++=+↑+42242383248323332223322(浓)(稀)()() 由题意得x y g g mol x y LL mol +=⨯⋅+=⨯⋅⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪----3841064223224102243131... 解得x mol y mol =⨯=⨯--0451********..,。

从而得反应消耗的HNO 3的物质的量为48340451083015102210333x y mol mol mol +=⨯⨯+⨯⨯=⨯---...。

故正确答案为C 项。

二、电子守恒法例2: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 .NO 2B .NOC .N O 2D .N 2解析:设该金属元素的元素符号为M ,化合价为n ;硝酸的还原产物中氮元素的化合价为x 。

因22235M M HNO N x n e n x e -++---−→−−−→−−−,(),则根据得失电子守恒的原则得52-=x n ;当n=1时,x =+3,不合题意;当n=2时,x =+1,符合题意;当n=3时,x =-1,不合题意;当n =4时,x =-3,不合题意。

故正确答案为C 项。

三、电荷守恒法例3:3.2g 铜与30 mL 8mol L ⋅-1硝酸充分反应,硝酸的还原产物有NO 2和NO 。

金属及其化合物与硝酸反应的计算题的解题方法与技巧

金属及其化合物与硝酸反应的计算题的解题方法与技巧

金属及其化合物与硝酸反应的计算题的解题方法与技巧近几年来的四川理综高考化学科目中,涉及金属及其化合物与硝酸的反应的有关计算频繁出现,且都出现在选择题的最后一个小题,分值6分,考察学生对化学计算中守恒思想的综合应用能力及学生的思维能力,区分度较高,成为化学高考的压轴题之一。

那么这类题从哪入手分析呢?从笔者的教学经验实践看,抓住硝酸的“去向”,紧扣守恒思想,不失为一解题捷径。

金属及其化合物的反应,主为氧化还原反应,硝酸的“去向”,不外乎三个方面:做氧化剂一般被还原为氮氧化物,大都为NO、NO2、N2O4等;起酸性作用,生成对应的硝酸盐;再则为没反应完的剩余硝酸。

根据守恒思维,可列出相关等式:氧化剂硝酸:由氮元素守恒有:n(HNO3)氧=n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)若有其他还原产物,可类似处理。

由电子守恒可列出反应的金属和还原产物间的关系:n(金属)×金属化合价=3n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)起酸性作用的硝酸,可用电荷守恒列出:n(HNO3)酸=n(金属)×金属化合价若反应后的混合物加入NaOH溶液使金属离子刚好被沉淀,则有:①n(NaOH)=n(HNO3)酸+n(HNO3)余(此时溶液中溶质只有NaNO3,电荷守恒)②沉淀金属离子耗的n(OH-)等于氧化还原反应中转移的电子的物质的量说明:②仅适用于金属单质与硝酸的反应,不适用于有金属化合物参与的同硝酸的反应;n(OH-)为已扣除中和过量硝酸的OH-。

综合以上列式,基本可以解出选项所需的答案例1.(2013.四川高考7)1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL (标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀,下列说法不正确...的是A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2 ︰1B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/LC. NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%D. 得到2.54沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL【解析】由c=(1 000ρw)/M,将数据代入可知B选项正确。

酸与金属反应的相关计算(含详细答案)

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。

微专题26 金属与硝酸反应的规律与计算-高考化学考点微专题

微专题26  金属与硝酸反应的规律与计算-高考化学考点微专题

微专题26 金属与硝酸反应的规律与计算一、硝酸与金属反应的规律1.硝酸与金属反应不能产生H2。

2.还原产物一般为HNO3(浓)−−→NO2,HNO3(稀)−−→NO,很稀的硝酸还原产物也可能为N2O,N2,或NH4NO3。

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+2NO₂↑+2H₂O(2)锌与中等浓度的硝酸:3Zn+8HNO₃=3Zn(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O(3)与一般稀硝酸4Zn+10HNO₃=4Zn(NO₃)₂+N₂O↑+5H₂O(4)与较稀硝酸反应:5Zn+12HNO₃=5Zn(NO₃)₂+N₂↑+6H₂O(5)与极稀硝酸反应:4Zn+10HNO₃=4ZN(NO₃)₂+NH₄NO₃+3H₂O二、硝酸与金属反应的计算方法1.原子守恒法-的形式存在于溶液中;一部分HNO₃与金属反应时,一部分HNO₃起酸的作用,以NO3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HNO₃与金属的反应属于氧化还原反应,HNO₃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HNO ₃过量时反应后溶液中(不考虑OH-)有:()()()n+-+3H NO M cc nc =+(n+M代表金属离子)。

4.离子方程式计算法金属与H 2SO 4,HNO ₃的混合酸反应时,由于硝酸盐中NO 3-在H 2SO 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NO 3-进行相关计算,且溶液中要符合电荷守恒。

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硝酸与金属反应计算题的解法
一、代数方程法
例1:38.4mg 铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到气体22.4mL (标准状况),则反应消耗的HNO 3的物质的量可能是( )
A .10103.⨯-mol
B .16103.⨯-mol
C .22103.⨯-mol
D .24103.⨯-mol 解析:因随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸,则收集到的气体为NO 2与NO 的混合气体。

设与浓硝酸和稀硝酸反应的铜的物质的量分别为x 和y 。


Cu HNO Cu NO NO H O
x x
x Cu HNO Cu NO NO H O y y y
y +=+↑++=+↑+42242383248323332223322(浓)(稀)()() 由题意得x y g g mol x y L
L mol +=⨯⋅+=⨯⋅⎧⎨⎪⎪⎩
⎪⎪----3841064223224102243131... 解得x mol y mol =⨯=⨯--0451********..,。

从而得反应消耗的HNO 3的物质的量为48340451083
015102210333x y mol mol mol +
=⨯⨯+⨯⨯=⨯---...。

故正确答案为C 项。

二、电子守恒法
例2: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 .NO 2
B .NO
C .N O 2
D .N 2
解析:设该金属元素的元素符号为M ,化合价为n ;硝酸的还原产物中氮元素的化合价
为x 。

因22235M M HNO N x n e n x e -++---
−→−−−→−−−,(),则根据得失电子守恒的原则得52-=x n ;当n=1时,x =+3,不合题意;当n=2时,x =+1,符合题意;当n=3时,x =-1,不合题意;当n =4时,x =-3,不合题意。

故正确答案为C 项。

三、电荷守恒法
例3:3.2g 铜与30 mL 8mol L ⋅-1硝酸充分反应,硝酸的还原产物有NO 2和NO 。

反应后溶液中所含H +的物质的量为a mol ,则此时溶液中所含NO 3-
的物质的量为________mol 。

解析:根据电荷守恒原理得n Cu n H n NO ()()()23211++-⨯+⨯=⨯,则n NO ()3-= 326421011
.(.)g g mol a mol a mol ⋅⨯+⨯=+-。

四、极端假设法
例4:0.03mol 铜完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO 、NO 2和N 2O 4)混合气体共0.05mol 。

该混合物的平均相对分子质量可能是( )
A .30
B .46
C .50
D .66 解析:
假设该混合气体为NO 和NO 2。

设NO 和NO 2的物质的量分别为x 和y 。

则: x y mol +=005. ①
因0.03mol Cu 被氧化为Cu 2+失去0.06mol 电子,HNO 3被还原为NO 和NO 2分别得到电
子的物质的量为3x 和y ,则根据得失电子守恒的原则得:
3006x y mol +=. ②
解①、②得x mol y mol ==00050045..,。

从而可得混合气体的平均摩尔质量:
M mol g mol mol g mol mol
g mol =⨯⋅+⨯⋅=⋅---00053000454600544411
1
.... 假设该混合气体为NO N O 224和。

设NO N O 224和的物质的量分别为x 和y 。

则: x y mol +=005. ③
因0.03mol Cu 被氧化为Cu 2+失去0.06mol ,HNO 3被还原为NO N O 224和分别得到电子的物质的量为x 和2y ,则根据得失电子守恒的原则得:
x y mol +=2006. ④
解③、④得x mol y mol ==004001..,。

从而可得混合气体的平均摩尔质量:
M mol g mol mol g mol mol
g mol =⨯⋅+⨯⋅=⋅---004460019200555211
1
.... 因原混合气体为NO 、NO N O 224和的混合气体,则原混合气体的平均摩尔质量介于4441.g mol ⋅-与5521.g mol ⋅-之间,即原混合气体的平均相对分子质量介于44.4与55.2之间。

故正确答案为B 、C 项。

五、关系式法
例5: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( )
A .28.2g
B .56.4g
C .64.2g
D .72.6g
解析:设硝酸铜晶体的化学式为Cu NO xH O ()322⋅。

根据铜原子守恒得关系式“Cu~Cu NO Cu NO xH O ()~()32322⋅”,n Cu NO n Cu g g mol
mol [()]()..3211926403=⋅=-。

当x=0时,0.3mol Cu NO ()32的质量为564103322..()g x molCu NO H O ;时,=⋅的质量为61.8g ;当x=2时,0.3mol Cu NO ()32⋅22H O 的质量为67.2g ;当x=3时,0.3mol Cu NO ()32⋅32H O 的质量为72.6g ,故正确答案为B 、D 项。

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