1、 /8 /8硝酸與金屬反應(yīng)計(jì)算題解法一、電子守恒：硝酸與金屬反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，氮原子得到的電子數(shù)目等于金屬原子 失去的電子數(shù)目?！纠?】(2007年高考理綜四川卷)足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅 溶液和NO2、N204、N。的混合氣體，這些氣體與1.68 L 02(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有 氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5mol-L-l NaOH溶液至 Cu2 +恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶()60mL45mL30mL15 mL【分析】銅與硝酸反應(yīng)不管生成哪種氣體，后來這些氣體又全部轉(zhuǎn)化成硝 酸，相當(dāng)于硝酸前后沒變，銅失去的電子等于氧氣得到的電子，即n(O

2、2)=1.68 L / 22.4 mol-L-l= 0.075 mol假設(shè)銅有 x mol,應(yīng)有：0.075x2x2 = 2xx=0.15mol CuCu(NO3)22HNO3 2NaOH液的體積是120.15mol0.3molV(NaOH)=0.3 mol/ 5mol/L = 0.06 L答案A (解析：利用電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的守恒)二、原子守恒：硝酸與金屬反應(yīng)時，一部分以N03的形式存在，一部分轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物, 這兩部分中N的物質(zhì)的量和反應(yīng)消耗的HN03中N的物質(zhì)的量相等?！纠?】把2.56gCu放入盛有足量濃HN03的大試管中，立即發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)。當(dāng)Cu完全反應(yīng)完畢后，共生成氣體1.12L(標(biāo)

3、況)，求此反應(yīng)中耗用純HN03的質(zhì)量是多少克？【分析】反應(yīng)開始階段，Cu與濃HN03發(fā)生如下反應(yīng)：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2 個+2H2。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，HN03的濃度會逐漸降低，Cu與HN03的反應(yīng)將按稀 HN03的方式進(jìn)行：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO 個+4H2。以上兩反應(yīng)都有氣體生成，分別是N02和N。，生成的1.12L氣體顯然是 N02和N。的混合氣體積。但無論是N02還是N。，都是lmolHNO3還原生成 lmol氣體，所以由混合氣的物質(zhì)的量，即可求出被還原的HNO3的物質(zhì)的量, 即：N(HNO3)(被還原)=11.2L/ 22.4

4、mol-L-l= 0.05mol 反應(yīng)中 Cu 生成 Cu(NO3)2, 所以還需消耗一定量提供NO3的HNO3設(shè)作為酸消耗的HNO3為xmolCu -Cu(NO3)2-2HN032n=0.08mol故消耗HNO3的總物質(zhì)的量：nHN03（總）=nHN03（被還原）+nHN03（提供酸根）=0.05+0.08=0.13 molmHNO3=63x0.13=8.19g【答案】消耗HNO38.19g解析：因濃HNO3與Cu反應(yīng)及稀HNO3與Cu的反應(yīng)產(chǎn)物不同，很自然會從符合實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)，即先是cu與 濃HNO3反應(yīng)，而后是Cu與稀HN。3反應(yīng)來進(jìn)行計(jì)算。但由于這兩個反應(yīng)的發(fā)生很難有嚴(yán)格的界限，所以

5、非要 計(jì)算出1.12L氣體中的NO2和N。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是困難的。從前面的分析可以看出，實(shí)際上并沒有必 要將NO2和N。的量分開，因生成ImolN。2或生成lmol NO都需有l(wèi)mol HNO3被還原，所以運(yùn)用原子守恒，只需根據(jù)生成氣體的體積求出被還原HN。3的總量，然后再考慮提供酸根（N。3-）消耗的HNO3,即可求出耗用HNO3的總質(zhì)量。從解此題可以看出，對于一些看來比較復(fù)雜的計(jì)算，要作認(rèn)真 的分析，排除各種干擾因素，設(shè)法簡解、巧解這類問題。例3銅與lmol/L的硝酸反應(yīng)，如果N03濃度下降了0.2mol/L,則溶液中()A.0.2mol-L-lB.0.4mol-L-lC.0.6mol-L-l

6、D.0.8 mol-L-1【分析】此題關(guān)鍵在于N03變?yōu)橐谎趸螅嘤嗟难跻c氫離子結(jié)合為 水，所以有關(guān)系：N03NO202H2。4H+C (H+)同時下降140.2moln=0.8mol答案D (解析：利用原子數(shù)目的守恒)三、利用離子方程式計(jì)算：硝酸與硫酸或者鹽酸混合液時，不能用硝酸與金屬反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì) 算，應(yīng)用離子方程式計(jì)算，H+的物質(zhì)的量為硫酸或鹽酸和硝酸中的H+物質(zhì)的量 之和?！纠?】在某100mL混合酸中，HN03物質(zhì)的量濃度為0.4mol-L-l, HCI物質(zhì)的量濃度0.2molLl,向其中加入L92g銅粉、微熱，待充分反應(yīng)后，溶液中Cu2+物質(zhì)的量濃度()A.0.15mol

7、-L-lB.0.3mol-L-lC.0.225mohL-lD .無法計(jì).算 / 8 # / 8【分析】從題目中看出銅粉只與硝酸反應(yīng)，先判斷出銅粉過量，然后用不 足的硝酸的量來算就上當(dāng)了，原因在于銅粉與硝酸反應(yīng)之后生成硝酸銅，溶液 中還有硝酸根，并且有HCI提供的H+,所以應(yīng)用以下關(guān)系計(jì)算：3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2N。個 + 4H2O約為38230.030.060.4n從上面關(guān)系來看，H+的量不足，用H+的量來計(jì)算：n=0.06x-L-l答案C （解析：利用反應(yīng)的離子方程式）四、鐵與稀硝酸的反應(yīng)特殊Fe與稀硝酸的反應(yīng)的原理：Fe （少）+4HNO3=Fe（NO3

8、）3+NO個+2H2。3Fe （足）+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO/T+4H2O特點(diǎn)：不管生成的硝酸鹽的成分如何，被還原的HN03物質(zhì)的量一定是參加反應(yīng) 的HN03的物質(zhì)的量的?！纠?】含有ngHN03的稀硝酸跟mg鐵粉充分反應(yīng)，鐵完全溶解，生成一 氧化氮?dú)怏w。已知反應(yīng)中有n/4g HN03被還原，則n : m不可能是A.3:1B.3:2C.4:1D.9:2【分析】法一： / 8 #/8溶液中為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2的混合物，消耗HN03應(yīng)在(1)和(2)之間，即法二：直接根據(jù)Fe與稀硝酸反應(yīng)不管產(chǎn)物如何，被還原的HN03物質(zhì)的量一定是 參加反應(yīng)的HN03的物質(zhì)的量的，極限法考慮兩種情況，綜合答案應(yīng)介于兩者 之間即答案B (解析：本題用了兩種解法，相對來說，法一從原理出發(fā)，法二直觀簡單，這就需 要對稀硝酸與鐵反應(yīng)的實(shí)質(zhì)很清楚，解題過程便會簡便，這些簡解，巧解的方 法，應(yīng)注意平日積累?！纠?】a g鐵屑與含bg硝酸的硝酸溶液恰好完全反應(yīng)，若a: b=1:3,則 起氧化劑作用的硝酸質(zhì)量克數(shù)為A. a B.3a/4C. b/2D. b/4【分析】由于硝酸是強(qiáng)氧化性酸，在與鐵反應(yīng)時：Fe (少)+4HNO3=Fe(NO3)3+NO/T+2H2O3Fe (足)+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO/T+4H2O不管生成的硝酸鹽的成分如何，被還原的