金屬與硫酸和硝酸反應(yīng)的計算

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備教案

1.反應(yīng)通式。

M+H2so4(濃)-->M(SO4)?+還原產(chǎn)物+H2O

3M+4XHNO3(稀)==3M(NO3)X+%NOt+2xH2O

M+2XHNO3(濃)===M(NO3)X+%NO2t+XH2O

工為金屬的化合價。由以上兩通式可以看出，稀硝酸與

金屬反應(yīng)時，顯示氧化性的硝酸占總量的/濃硝酸與金屬

反應(yīng)時，顯示氧化性的硝酸占總量的;。

2.還原產(chǎn)物。

濃硫酸一fSCh

濃硝酸一一Nth

稀硝酸一一NO(HNO3越稀，還原產(chǎn)物的價.態(tài)越低，如

Zn和很稀的HNO3反應(yīng)，還原產(chǎn)物可能是NH4NO3)O

3.溶液中的酸。

(1)起氧化性作用的酸轉(zhuǎn)化為氣體(NO、NO2、SO2等)，

起氧化性作用的酸的物質(zhì)的量等于生成氣體的物質(zhì)的量。

(2)起酸性作用的酸轉(zhuǎn)移到生成物的鹽中，其物質(zhì)的量可

以由陽離子的物質(zhì)的量求得。

(3)沒參加反應(yīng)的酸，可根據(jù)溶液中H+的物質(zhì)的量求得。

4.常用方法。

(1)電子守恒法。

硝酸與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，N原子得到的電

子數(shù)等于金屬原子失去的電子數(shù)。

(2)原子守恒法。

硝酸與金屬反應(yīng)后，一部分以NO3的形式存在，一部分

轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物(NO、N(h等)，這兩部分中氮原子的物質(zhì)的

量與反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量相等。

以Cu與硝酸反應(yīng)為例來說明：

CU+4HNO3(濃)===CU(NO3)2+2NO2t+2H2O

反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的〃仁一)=2〃(Cu)=〃(NO2),消耗的"(HNO.3)

=2W[CU(NO3)2]+W(NO2)O

3CU+8HNO3(稀)===3CU(NO3)2+2NOt+4H2O

反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的“(e-)=2〃(Cu)=3〃(NO),消耗的n(HNO3)

=2W[CU(NO3)2]+"(NO)o

若還原產(chǎn)物為NO2和NO的混合氣體，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的

w(e")=2w(Cu)=W(NO2)+3w(NO),消耗的w(HNO3)=

2n[Cu(NO3)2]+n(NO2)+九(NO)。

5.金屬與稀硝酸和稀硫酸的混合酸反應(yīng).

金屬與硝酸和硫酸的混合酸反應(yīng)時，金屬與硝酸反應(yīng)生

成的硝酸鹽在酸性條件下，相當于稀硝酸，金屬會繼續(xù)被

NO]氧化，故計算有關(guān)物質(zhì)的量時，要按離子方程式進行。

例如，Cu與硝酸和硫酸的混合酸反應(yīng)時，要按離子方

程式：3CU+8H++2NO3===3CU2++2NOt+4%0進行計

基

一般有以下幾種情況：

3Cu?2NO3?8H+被還原的HNO3量被氧化

的Cu量

3

①足量不足足量HNO3總量”(HNO3)

2

②不足足量足量§〃(Cu)Cu總量

③足量足量不足和(H+)康(H+)

4o

由此看出，在不同的情況，HNO3可部分被還原，也可

全部被還原，Cu也是可部分或可全部被氧化。

I"練習(xí)1__________________________________________3

1.38.4mgCu與適量的濃硝酸反應(yīng)，Cu全部反應(yīng)后，

共收集到22.4mL氣體(標準狀況下)，反應(yīng)消耗的HNO3的

物質(zhì)的量可能是()

A.1.0X10-3molB.1.6X10-3mol

C.2.2X10-3molD.2.4XIO3mol

答案：C

2.6.4gCu與過量硝酸(amol?L~I30mL)充分反應(yīng)。

硝酸的還原產(chǎn)物只有NO2、NOO反應(yīng)后溶液中含H+為0.1

molo

⑴此時溶液中所含NO3'為mole

(2)求生成的氣體中NCh和NO的物質(zhì)的量各為多少(用

含有a的式子表示)？

解析：設(shè)生成氣體中NCh、NO的物質(zhì)的量分別為％、

則,由題意得以下方程組.：

'仔.41

x+y=0.03。mol—［京X2+0.1mol

<

6.4g

*-X2=0.2mol

I/64g.mol11

解之得：x=(0.045?—.0.55)mol

y=(0.25—0.015。)moL

答案：(1)0.3(2)(0.0454-0.55)mol(0.25-0.015a)

mol

3.將8gFe置于40mLHNO3中微熱，生成氣體的顏

色隨反應(yīng)的進行由深變淺，充分反應(yīng)后得標準狀況下的氣體

為L792L,此時剩余2.4g固體，求：

(1)該反應(yīng)中被還原的硝酸和未被還原的硝酸的質(zhì)量比。

(2)求混合氣體中NO和NO2的體積比。

解析：(1)根據(jù)元素守恒，被還原的硝酸物質(zhì)的量為：

1.792L

M(HNO3)=M(NO>NO)==0.08mol

222.4L,mol1

未被還原的硝酸物質(zhì)的量為：

8g—2.4g

W(HNO)=2w(Fe)=x2=0.2mol

35/g.mol^

被還原的HNO3和未被還原的HNO3的物質(zhì)的量之比為

0.08：0.2=2：5o

8g—2.4g

(2)w(Fe)=Tf-----宮=0」mol

56g.mol

M(NO)+n(NO2)=0.08mol

據(jù)電子守恒：2w(Fe)=3M(NO)+?(NO