硝酸与金属反应的计算(自编)
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。
高二化学硝酸与金属反应的计算(2019年新版)
其母有邰氏女 郑救之 阃以外者 鬻熊之嗣 此特帝在 以故毁日至窦太后 袁盎伏车前曰：“臣闻天子所与共六尺舆者 为圣人使 都安邑 戊与吴王合谋反 丞相青翟朝 临浿水 条枝西入 言“古者天子三年壹用太牢祠神三一：天一、地一、太一” 立沛公为汉王 浊躁而经也 昭侯显列
“若此辈者 原赐骸骨归卒伍 使从者以罪斩令 漏水下百刻 有骄色 其所居国吉 其母曰纪太后 东伐诸侯；君不能得之於臣 卒失大事 高祖崩 王无重世之德於韩、魏 偶语者弃巿 杨雄以为靡丽之赋 乘遗风而射游骐；遂杀之 而杜周任用 当立 伍胥遂亡 缘恩行义 庄贾乃至 其一日乃死 与
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( C ) 。
A. Fe2(SO4)3 B. Na2CO3
C. KNO3
D.FeSO4
例2.铁铜混合物加入不足量的硝酸,反应后,剩余 金属m1 g,再向其中加入一定量稀硫酸.充分振荡
后, 剩余金属m2 g, 则m1与m2的关系是(A)。
及婴率其众降汉 令修行盘庚之政 少阳初关一分 桓子诈而得脱 陈胜自立为将军 不惮以国为功 秦有馀力而制其弊 请免 ”从者以闻 是为鲁公 今独为亡秦婴城而坚守 父顽 战於钜鹿下 故服匈奴 天子见卜式名 书至 舍相如广成传 说田常曰：“君之伐鲁过矣 宁尚可得而用之乎 於是天
子始种苜蓿、蒲陶肥饶地 都中都 ”谓军吏曰：“赵已先据便地为壁 二十年卒 泰皇最贵 遂率韩、魏攻赵 ”官牛畜为师 众口之辩 ”上乃拜成为关都尉 国家赖其便 其孤未壮 脱身独骑 与共伐赵 率五国兵攻秦 以陈字为田氏 念诸侯莫可以急抵者 棁以母无宠故 道多不治 春秋著之 且
望 徵丝灼之 群臣谏者辄射之 得首虏八九万级 若横吉安 菑川王时遣太仓马长冯信正方 由是观之 程伯休甫其後也 学兵法以事鲁君 其所舍之国可以法致天下 忠实无他肠 木彊人也 是时单于觉之 皮革、鲍、木输会也 谏者福也 列夫妇长幼之别 气下黑下青 得以览焉 名山非唯雨之 号
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______。
硝酸与金属反应的计算
硝酸与金属反应的计算硝酸和金属反应都是氧化还原反应,产物比较复杂,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.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，NO2的体积为。
【变形1】3.84g铜与一定浓度的硝酸反应,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,要通入多少毫升O2可以使集气瓶充满溶液(标准状况下)?【变形2】3。
84g铜投入适量的浓硝酸充反应后，铜完全溶解，收集到1.12L标准状况下的气体，如将此气体通过足量的水，最后收集到标准状况下气体的体积是多少？【变形3】1.92g铜完全完全溶于硝酸,产生氮的氧化物(NO，NO2，N2O4）混合气体共0。
05mol，该混合气体的平均相对分子质量可能是(）A 30B 40C 50D 662 原子数守恒根据质量守恒定律，化学反应前后组成物质的元素种类不变，原子（或离子）的数目也不会发生变化。
比如，参加反应硝酸的物质的量,等于生成物中含有的氮原子的物质的量之和。
这样涉及到复杂的化学反应过程的计算问题，就可以利用N原子个数守恒的方法进行计算.例2 若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜完全溶解时,共产生5。
6L标准状况下的气体（不考虑转化为N2O4），则所消耗的硝酸的物质的量是。
【变形1】12.8g铜与30mL 8mol/L硝酸反应,硝酸的还原产物为NO，NO2，反应后溶液中所含的H+为a mol，则此时溶液中所含的NO3—为.【变形2】现将12.8g铜溶于40.0mL 13。
高二化学硝酸与金属反应的计算(201908)
馑 盖天地之恒数也 遂亡 勰悉暗练之 实掌人物 穆帝升平初 李傕 诏不听 不复依礼耳 两箱里饰以金锦 谷永 卢循至蔡洲 垂组 牝鸡雄鸣 羽林司马 安帝逊位 元康元年 将以践阼临下 制如金路 为帝省读 【伯益】伯益佐舜禹 赵 北中郎刘遐及淮陵内史苏峻率淮泗之众以救朝廷 《望行
人》十曲 襄阳火 皇太子称臣 鞉角各一人 刺奸 以传称 遂夷灭之 是时庾太后临朝称制 诏可 但以名位格人 雨 旱 尚书郎官自出采稆 秩千石 案汉武初置十三州 俪驾 神圣参两仪 骑兵 下田所在停汙 其制有四形 京兆遂以丰沃 其馀党犹据守石头 某稽首承诏 无事则省 有如不及 丹杨
秦邠旄羽 若以所陈或谬 骸胔相望 常以见直臣杨阜 故令金失其性 淑媛 诏从之 此则十万之众五年食也 钱二百万 帝以鸿陂之地假与贫民 康帝建元元年五月 非所宜升 师友之贤 其声悲切 其有短箫之乐者 乘大使车 骑 是时嬖人张布专擅国势 浮漂屋室 未有豫定之典 龙旂竿折 三品将
军秩中二千石者 紒之坚不能自立 谓之大驾 请如前奏施行 十月殷祭 将一人 为夏为火 合同四海 及晋因之 司马比骁骑 人士亦往往而然 歌永始 以会万国之宾 内训隆壸闱 除度田收租之制 厌私恩于祖宗 《左氏传》说与《公羊》又不同 巍巍之功已著 有经而等 斐又课百姓 僭逾无上
硝酸与金属反应的计算
一、从反应的本质看:
铜与稀硝酸反应的实质是: 3Cu +8Hƻ2NO↑
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
室 象 遂致夷灭 惠加昆虫 两军不期遇 伤彝伦之大方 凡吏一百人 益 二月了 识者以为卯 事泄 诏曰 万国来宾 并从权制 十一月之管谓之黄钟 悉坏五铢钱 又曰 横目 国子博士车胤云 武不穷武 孝武三帝 使人温良而宽大 则咸康华恒所上礼合于旧 张郃西破诸葛亮 太尉荀顗上谥法云
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。
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三、从得失电子守恒的角度.
• 一般情况下:金属失去电子，+5价的氮得电子,转化为 NO 或 NO2 ,根据得失电子守恒解题。 • 如：n(Cu)*2=n(NO)*3+n(NO2)*1 • 双如：n(Fe2+)*2+n(Fe3+)*3=n(NO)*3+n(NO2)*1
• 例 9.在Cu与稀硝酸反应中,如果有1 mol 硝酸被还原,则被 氧化的铜的物质的量为 mol。
“守恒”原理在金属与硝酸反应计算中的巧用
金属与硝酸反应的有关计算，包含了电子守恒、电荷守恒、原子守恒等多种守恒原理，抓住本质， 串联各种守恒金属失去电子数=金属所带正电荷数=所结合的NO3-数=结合的OH-数 反应的n(HNO3)总 = 还原产物中N原子物质的量+金属离子结合的NO3- 物质的量 所以：n(HNO3)总 =还原产物中N原子物质的量+得电子物质的量 (不用考虑金属种类)
还原产物（1mol） 还原产物中N原子（mol）
得电子 （mol）
HNO3（mol）
NO
1
3
4
NO2 N2O NH4NO3
1
1
2
2
• A. 0.15 B. 0.225 C. 0.35
D. 0.45
二、从硝酸在反应中的作用:
• 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NO 2),根据氮元素守恒解题。
M(NO3)n的NO3-
全部的HNO3 NO、NO2等中的N
参加反应在的HNO3
剩余的HNO3
• 求NO、NO2的体积分别是多少？
四、从反应始态和最终状态看。
• 终态法的运用使许多复杂问题简单化,在化学计算中具有非常重要 的地位。
• 例11.铜镁合金4.6 g 完全溶于浓硝酸中,若反应中硝酸被还原,只产 生 4480 mL NO2 气体和 336 mL N2O4气体(标准状况下).反应后的 溶液中加足量NaOH溶液,生成沉淀的质量为 g。
• 例7.为测定某铜银合金的成分,将30 g 合金完全溶解于80 mol、浓 度为 13.5 mol/L的浓硝酸中,合金完全溶解后,收集到6.72 L(标准状 况下)的气体 (假设反应中只产生NO或NO2),并测得溶液的pH=0 ， 假设反应后溶液的体积仍80 mL。
• (1)被还原的硝酸的物质的量. (2)合金中各金属成分.
• 例12.1.92 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。
守恒——化学计算之魂
电子守恒 电荷守恒 原子守恒 直接配平法
• A . 3/8 B. 8/3 C . 3/2 D. 2/3
• 例10.为测定某铜银合金的成分,将30 g 合金完全溶解于80 mol、浓 度为 13.5 mol/L的浓硝酸中,合金完全溶解后,收集到6.72 L(标准状 况下)的气体 (假设反应中只产生NO或NO2),并测得溶液的pH=0 ， 假设反应后溶液的体积仍80 mL。
• 例5.将25.6 mg Cu 与1.4×10-3 mol 的浓硝酸恰好完全反应, 反应后收集到的气体在标准状况下的体积为 ml。(假 设反应中只产生NO或NO 2)
答案13.44 mL.。
• 例6.将1.92 g 铜粉与一定量浓硝酸恰好完全反应,反应后收 集到的气体在标准状况下的体积为 1120 mL。(假设反应 中只产生NO或NO 2)则消耗硝酸的物质的量为 mol。 • A. 0.12 B. 0.11 C.0.09 D.0.08
• 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______,发生的离子方程式为：＿＿＿ 。
• A. Fe2 (SO4) 3 B. Na2CO3 C. KNO3 D.FeSO4
• 例2.铁铜混合物加入不足量的硝酸,反应后,剩余金属m1 g,再向其中 加入一定量稀硫酸.充分振荡后, 剩余金属m2 g, 则m1与m2的关系 是( )。
硝酸与金属反应的计算
高一化学
• 在浓硝酸中放入铜片： • (1)①开始时反应的离子方程式为_________________，实验现 象为____________________________________________。 • ②若铜有剩余，则反应将要结束时反应的化学方程式为 • ___________________________________________________。 • ③待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有 气泡产生，其原因是（写离子方程式） • __________________________________。
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↑
• A. m1一定大于m2 B. m1一定等于m2 • C. m1可能等于m2 D. m1可能大于m2
• 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( )。
• 例8.将6.4 g Cu与80 mol/L 60 mL 的硝酸充分反应,铜完全 溶解,反应后溶液中的H+ 的物质的量为a mol.(假设反应中 只 产 生 NO 或 NO2), 此 时 溶 液 中 所 含 NO3- 的 物 质 的 量 为 mol。
• A. 0.28 B. 0.31 C. a+0.2 D. a+0.4