硝酸与金属反应的计算
硝酸与金属反应计算方法的归纳
硝酸与金属反应计算方法的归纳硝酸与金属反应是化学中常见的一种反应类型。
在这种反应中，硝酸中的氧气通常会氧化金属，使其发生化学变化。
根据不同的金属和硝酸的浓度，反应的过程和产物都会有所不同。
下面将根据不同的情况来归纳硝酸与金属反应的计算方法。
1.一氧化二氮产物的计算：当硝酸与金属反应时，首先要确定反应的化学方程式。
硝酸的化学式一般为HNO3，金属的化学式为M。
一般情况下，硝酸会发生分解反应，产生一氧化二氮(N2O)、水(H2O)和相应的金属盐(M(NO3)2)。
反应可以表示为：M+4HNO3->M(NO3)2+2H2O+2NO在计算一氧化二氮产物时，首先要计算反应的摩尔比。
摩尔比的计算可以根据化学方程式中的系数来确定。
例如，对于反应M+4HNO3->M(NO3)2+2H2O+2NO，硝酸与金属的摩尔比为1:4、因此，反应中一氧化二氮的摩尔比为1接下来，要计算一氧化二氮的摩尔质量。
一氧化二氮的分子式为N2O，它由两个氮原子和一个氧原子组成。
氮的摩尔质量为28g/mol，氧的摩尔质量为16g/mol。
因此，一氧化二氮的摩尔质量为28 + 16 = 44g/mol。
最后，要计算一氧化二氮的质量。
根据摩尔质量和摩尔比，可以使用下面的公式来计算一氧化二氮的质量：质量=摩尔比×摩尔质量2.金属离子产物的计算：除了产生一氧化二氮之外，硝酸与金属反应还会产生相应的金属盐。
金属盐的化学式为M(NO3)2，其中的金属离子由金属的化学式和电荷数确定。
例如，对于反应M+4HNO3->M(NO3)2+2H2O+2NO，金属离子的化学式为M2+，其中的金属为M。
在计算金属离子产物时，首先要计算金属离子的摩尔比。
金属离子和一氧化二氮的摩尔比可以根据化学方程式中的系数来确定。
对于上述反应，金属离子和一氧化二氮的摩尔比为1:1接下来，要计算金属离子的摩尔质量。
金属离子的摩尔质量可以根据金属的原子量和电荷数来确定。
金属与硝酸反应的计算
四、离子方程式法
金属与硝酸反应的计算
练4：在100mL 2mol/L的HNO3和1mol/L的H2SO4的混合液中加入
19.2g铜粉，充分反应后产生的气体在标准状况下的体积是
(C )
A.5.6L 解析:n(H+)=0.2+0.2=0.4(mol)；n(NO3-
B.1.12L
)=0.2mol
C.2.24L D.3.36L
（1）生成的沉淀的质量为 9.9 g （2）消耗NaOH溶液的体积是 250 mL
五、综合运用
金属与硝酸反应的计算
练5：某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比为2:5，
B 则HNO3的还原产物是 （ ）
A.NH3
B.N2O
C.NO
D.NO2
解析:若二价金属(M)为2mol,生成2molM(NO3)2,未被还原的硝酸4mol,被还原的硝 酸1mol,根据得失电子数相等,HNO3中N元素被还原成+1价, 答案为B。
V(NOx)=0.6mol×22.4L/mol =13.44L
金属与硝酸反应的计算
二、电子守恒法
例2：64gCu投入一定量浓硝酸中，铜完全溶解，共收集到22.4L
气体。将此气体与一定体积的O2一起通入水中，恰好完全溶解，则O2
的体积为（气体体积均按标准状况下计量）1__1__._2_L__
反应步骤比较多 因为 HNO3 Cu
B 完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为(
)
A．7.84 L
B．13.44 L
C．15.68 L D．17.92 L
解：因为 n(反应的HNO3)= 1L×1.4mol/L =1.4mol
n(Cu)=12.8g/64g/mol =0.4mol =n[Cu(NO3)2] 所以 n(NOx)=1.4mol-0.4mol×2 =0.6mol
硝酸与金属反应的计算
硝酸与金属反应的计算硝酸与铜的反应方程式如下：3Cu+8HNO3->3Cu(NO3)2+2NO+4H2O根据反应方程式，我们可以看到该反应需要3个铜原子和8个硝酸分子。
根据化学计量法，反应物的摩尔比决定了产物的生成量。
首先，我们需要确定反应物的摩尔质量：铜的摩尔质量：63.55 g/mol硝酸的摩尔质量：63.0128 g/mol假设我们有1g的铜与足够的硝酸反应。
根据铜的摩尔质量，我们可以计算出1g铜的摩尔数：1 g铜 / 63.55 g/mol = 0.0157 mol铜根据反应方程式，1 mol铜需要8 mol硝酸进行完全反应。
因此，0.0157 mol铜需要的硝酸量为：0.0157 mol铜× (8 mol硝酸 / 3 mol铜) = 0.0419 mol硝酸接下来，我们可以根据硝酸的摩尔质量计算出所需硝酸的质量：0.0419 mol硝酸× 63.0128 g/mol = 2.643 g硝酸所以，当1g铜与足够的硝酸反应时，硝酸的质量需要2.643g。
根据反应方程式，我们可以知道反应生成的产物是Cu(NO3)2、根据铜和硝酸的化学计量关系，我们可以计算出生成的Cu(NO3)2的质量：0.0157 mol铜× (1 mol Cu(NO3)2 / 3 mol铜) × (63.55 g/mol) = 0.328 g Cu(NO3)2根据反应方程式，我们可以知道反应生成的是NO气体。
根据数量关系，我们可以计算出生成的NO气体的体积：0.0157 mol铜× (2 mol NO / 3 mol铜) × (22.4 L/mol) =0.210 L NO最后，根据反应方程式，我们可以知道反应生成了水。
根据铜和硝酸的化学计量关系，我们可以计算出生成的水的质量：0.0157 mol铜× (4 mol H2O / 3 mol铜) × (18.015 g/mol) = 0.125 g H2O综上所述，当1g铜与足够的硝酸反应时，我们得到了2.643g硝酸、0.328gCu(NO3)2、0.210LNO以及0.125gH2O。
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______。
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。
硝酸和金属反应的计算
硝酸和金属反应的计算
本文将介绍硝酸和金属反应的计算方法。
硝酸是一种强氧化剂，它可以与许多金属反应生成相应的盐和气体。
在这个反应过程中，硝酸提供氧原子，将金属氧化为金属离子，同时还释放出一定量的气态产物。
硝酸和金属反应的计算主要涉及两个方面：一是计算反应生成物的摩尔质量和化学计量比；二是根据实验条件和反应方程式计算反应的理论产量和实际产量，并计算反应的收率。
首先，对于硝酸和金属反应的生成物，需要根据反应方程式计算它们的摩尔质量和化学计量比。
例如，对于硝酸和铜的反应，反应方程式为：
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
根据方程式，可以得出反应生成物为硝酸铜、二氧化氮和水。
它们的摩尔质量分别为：硝酸铜为187.556 g/mol，二氧化氮为46.0055 g/mol，水为18.0153 g/mol。
化学计量比为硝酸铜：二氧化氮：水 = 1：2：2。
其次，根据实验条件和反应方程式，可以计算反应的理论产量和实际产量，并计算反应的收率。
理论产量指的是在理论上可能生成的产物的最大量，实际产量则是实验中实际得到的产物量。
反应的收率是实际产量与理论产量之比，用百分数表示。
例如，假设实验中使用了1.00 g的铜和过量的硝酸进行反应，得到了0.90 g的硝酸铜。
根据实验条件和反应方程式，可以计算出
理论产量为1.14 g，收率为79%。
总之，硝酸和金属反应的计算是化学实验和工程设计中常见的问题。
通过计算反应生成物的摩尔质量和化学计量比，以及根据实验条件和反应方程式计算反应的理论产量和实际产量，可以帮助我们更好地理解反应机理和优化反应条件。
硝酸与金属反应方法总结
硝酸与金属反应方法总结1
在历年的高考中，硝酸与金属反应的计算是考察的重点，也是一个难点，也是学生出现错误率比较高的地方。
但是只要我们掌握了反应的实质，搞清楚了原理，对这一类题，我们可以做到游刃有余，轻松解答。
硝酸与金属的反应：稀硝酸时生成NO，浓硝酸时生成NO2；当然浓硝酸在反应的过程中，也可能变成稀硝酸，有NO生成，要根据实际情况确定。
不管什么情况，硝酸在反应的过程中起两个作用，一个是酸性作用，反应后以硝酸盐的形式存在；另一个作用，是氧化性作用，反应后硝酸被还原成NO 或NO2或NO和NO2的混合物；不管是NO还是NO2，根据氮原子守恒，都是一摩尔硝酸被还原成一摩尔NO或一摩尔NO2，所以参加反应的硝酸等于起酸性作用的硝酸加上起氧化性作用的硝酸。
用个公式表示：n(HNO3总)= n(HNO3酸性)+ n(HNO3氧化性)
= n（金属）*（金属反应后的化合价）+ n（气体）例1：将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体
1.12L（标准状况）。
则所消耗硝酸的物质的量是（）
A. 0.12 mol
mol
解析：n（Cu）=1.92/64=0.03 mol n（气体）=1.12/22.4=0.05
n(HNO3总)=0.03*2+0.05=0.11 mol
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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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＋
或NO－3进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
变式
(2019·长沙市雅礼中学期末)足量的铜与一定体积的浓硝酸充分反应后生成硝酸铜以及NO2和NO的混合气体，若将所得到的气体与3.36 L标准状况下氧气混合后充入足量水中，气体恰好完全反应得到硝酸。
则向反应后的溶液中加入4 mol·L－1的氢氧化钠溶液使其中的铜离子恰好完全沉淀，需要消耗氢氧化钠的溶液的体积是()
A．200 mL B．180 mL C．150 mL D．100 mL
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 g B．44.8×10－3 g
C．48.3×10－3 g D．57.6×10－3 g
2．(2019·哈尔滨师大附中月考)铜与一定量浓硝酸恰好完全反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混
合气体，将这些气体与0.84 L O 2(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Cu 2＋
恰好完全沉淀，消耗NaOH 溶液的体积是( ) A ．60 mL B ．45 mL C ．30 mL D ．15 mL
3．(2019·大同市一中期末)将Mg 、Cu 组成的m g 混合物投入适量稀HNO 3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO 气体为0.896 L(标准状况)，向反应后溶液中加入2 mol·L －
1 NaOH 溶液60 mL 时，金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为( ) A ．(m ＋2.28) g B ．(m ＋2.04) g C ．(m ＋3.32) g
D ．(m ＋4.34) g
4．(2019·南菁高中期末)在某100 mL 混合酸中，HNO 3物质的量浓度为0.4 mol·L －1，H 2SO 4物质的量浓度为0.2 mol·L －
1。
向其中加入1.92 g 铜粉微热，待充分反应后，溶液中Cu 2＋
物质的量浓度约为( ) A ．0.15 mol·L －
1 B ．0.3 mol·L －
1 C ．0.225 mol·L －1
D ．无法计算
5．(2018·吉林省实验中学期中)a mol FeS 与b mol FeO 投入到V L 、c mol·L －1
的硝酸溶液中充分反应，产生
NO 气体，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO 3)3和H 2SO 4的混合液，则反应中未被还原的硝酸可能为( ) ①(a ＋b )×63 g ②(a ＋b )×189 g ③(Vc －a ＋b 3) mol ④(Vc －9a ＋b 3) mol
A ．①④
B ．②③
C ．①③
D ．②④
6．(2018·大连市普兰店区二中期末)向某HNO 3和Fe(NO 3)3的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体，该气体遇空气变红棕色，溶液中Fe 2＋
浓度和加入Fe 粉的物质的量之间的关系如下图所示， 则原稀溶液中HNO 3和Fe(NO 3)3的物质的量浓度之比为( )
A ．4∶1
B ．3∶1
C ．2∶1
D ．1∶1
7．质量为16.6 g 的铜、银合金，加入50 mL 10 mol·L －
1 的浓硝酸充分反应后，金属完全溶解，放出气体NO 2(不考虑N 2O 4)和NO 共4.48 L(标准状况)，且这两种气体的物质的量之比为1∶1，合金中铜的质量为________。