硝酸与金属反应

硝酸与金属反应的计算

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) 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. 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.已知Fe2+可水解: Fe2+ +2H2O Fe(OH)2+2H+，现向Fe(NO3) 2溶液中加足量稀硫酸,则溶液的颜色

例4.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( )。

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, 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。(假设只产生NO或NO 2) 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

三、从得失电子守恒的角度.:金属失去的电子被+5价的氮得到,转化为NO 或NO2 ,根据得失电子解题。

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。

例10.题见例7 (3) 求生成的气体的成分

四、从反应始态和最终状态看。

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 mLN2O4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

例13.将32.64 g 铜粉与140 mL 一定量浓硝酸恰好完全反应,铜完全溶解,反应后收集到的气体在标准状况下的体积为11.2 L.(假设反应中只产生NO 或NO2 )请回答:

(1)NO的体积为 mL；NO2的体积为 mL。

(2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入v mL a mol/L的NaOH 溶液,恰好使溶液中的Cu2+ 全部沉淀,则原硝酸的浓度为 a mol/L

(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在溶液中完全转化为NaNO3 ,至少需要30%的双氧水 g

五、从极限的角度. 硝酸与铁反应,随用量的不同,产物可能是Fe(NO3)2 或Fe(NO3)3 这时可用极限法解。如果产生的气体产物不单一,可能也要用极限法解。

例14.把22.4 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中,反应只收集到0.3 mol NO2 和0.2 mol NO。下列说法正确的是( )。

A.反应后生成的盐只有Fe(NO3)3

B.反应后生成的盐只有Fe(NO3)2

C.产物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物质的量之比为1:3

D.产物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的物质的量之比为3:1 例 15. 0.03 mol 的铜完全溶于硝酸,产生氮的氧化物NO、NO2 、N2O4，混合气体共0.05 mol,该混合气体的平均相对分子量可能是( )。 A . 30 B . 46 C. 50 D. 66