微專題23金屬與硝酸反應(yīng)的規(guī)律與計算微專題23金屬與硝酸反應(yīng)的規(guī)律與計算1．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）學(xué)習(xí)小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成。回答下列問題：(1)銅與濃硝酸反應(yīng)的裝置如下圖，儀器A的名稱為，裝置B的作用為。

(2)銅與過量反應(yīng)的探究如下：

實驗②中Cu溶解的離子方程式為；產(chǎn)生的氣體為。比較實驗①和②，從氧化還原角度說明的作用是。(3)用足量NaOH處理實驗②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，mgX完全分解為ng黑色氧化物Y，。X的化學(xué)式為。(4)取含X粗品0.0500g(雜質(zhì)不參加反應(yīng))與過量的酸性KI完全反應(yīng)后，調(diào)節(jié)溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用標準溶液滴定，滴定終點時消耗標準溶液15.00mL。(已知：，)標志滴定終點的現(xiàn)象是，粗品中X的相對含量為?！敬鸢浮?1)具支試管防倒吸(2)Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2OO2既不是氧化劑，又不是還原劑(3)CuO2(4)溶液藍色消失，且半分鐘不恢復(fù)原來的顏色96%【解析】（1）由圖可知，儀器A的名稱為具支試管；銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，則裝置B的作用為防倒吸；（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象，銅片溶解，溶液變藍，可知在酸性條件下銅和過氧化氫發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸銅，離子方程式為：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；硫酸銅可以催化過氧化氫分解生成氧氣，則產(chǎn)生的氣體為O2；在銅和過氧化氫的反應(yīng)過程中，氫元素的化合價沒有發(fā)生變化，故從氧化還原角度說明的作用是：既不是氧化劑，又不是還原劑；（3）在該反應(yīng)中銅的質(zhì)量m(Cu)=n×，因為，則m(O)=，則X的化學(xué)式中銅原子和氧原子的物質(zhì)的量之比為：，則X為CuO2；（4）滴定結(jié)束的時候，單質(zhì)碘消耗完，則標志滴定終點的現(xiàn)象是：溶液藍色消失，且半分鐘不恢復(fù)原來的顏色；在CuO2中銅為+2價，氧為-1價，根據(jù)，可以得到關(guān)系式：，則n(CuO2)=×0.1mol/L×0.015L=0.0005mol，粗品中X的相對含量為。解金屬與硝酸反應(yīng)計算題的一般方法一、硝酸與金屬反應(yīng)的規(guī)律1．硝酸與金屬反應(yīng)不能產(chǎn)生H2。2．還原產(chǎn)物一般為HNO3（濃）NO2，HNO3（稀）NO，很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為N2O，N2，或NH4NO3。3．硝酸與金屬反應(yīng)時既表現(xiàn)出氧化性，又表現(xiàn)出酸性。4．硝酸與Cu反應(yīng)：（1）Cu與濃硝酸反應(yīng)時，濃硝酸被還原為NO2，氮元素的化合價變化由+5+4；（2）Cu與稀硝酸反應(yīng)時，稀硝酸被還原為NO，氮元素的化合價變化由+5+2。（3）一般情況下，硝酸的濃度越小，其還原產(chǎn)物的價態(tài)越低。5．硝酸與Zn反應(yīng)：（1）鋅與濃硝酸：Zn+4HNO?＝Zn(NO?)?+2NO?↑+2H?O（2）鋅與中等濃度的硝酸：3Zn+8HNO?＝3Zn(NO?)?+2NO↑+4H?O（3）與一般稀硝酸4Zn＋10HNO?＝4Zn(NO?)?＋N?O↑＋5H?O（4）與較稀硝酸反應(yīng)：5Zn＋12HNO?＝5Zn(NO?)?＋N?↑＋6H?O（5）與極稀硝酸反應(yīng)：4Zn+10HNO?＝4ZN(NO?)?+NH?NO?+3H?O二、硝酸與金屬反應(yīng)的計算方法1．原子守恒法HNO?與金屬反應(yīng)時，一部分HNO?起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑，轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物。這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO?中氮原子的物質(zhì)的量。2．得失電子法HNO?與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO?中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。3．電荷守恒法HNO?過量時反應(yīng)后溶液中（不考慮OH-）有：（代表金屬離子）。4．離子方程式計算法金屬與H2SO4，HNO?的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中NO在H2SO4提供的H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或NO進行相關(guān)計算，且溶液中要符合電荷守恒。1．（2022·北京·高考真題）下列方程式與所給事實不相符的是A．加熱固體，產(chǎn)生無色氣體：B．過量鐵粉與稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生無色氣體：C．苯酚鈉溶液中通入，出現(xiàn)白色渾濁：D．乙醇、乙酸和濃硫酸混合加熱，產(chǎn)生有香味的油狀液體：【答案】B【解析】A．碳酸氫鈉受熱之后分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，A正確；B．過量的鐵粉與稀硝酸反應(yīng)，應(yīng)該生成Fe2+，B錯誤；C．苯酚鈉溶液中通入二氧化碳利用強酸制取弱酸生成苯酚和碳酸氫鈉，C正確；D．乙醇和乙酸在濃硫酸混合加熱的條件下發(fā)生酯化反應(yīng)產(chǎn)生有香味的油狀液體乙酸乙酯和水，D正確；故選B。2．（2021·海南·統(tǒng)考高考真題）用如圖裝置制取干燥的氣體(a、b表示加入的試劑)，能實現(xiàn)的是選項氣體abA稀B溶液C濃鐵片D濃氨水A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．與濃硫酸反應(yīng)，故不能用濃硫酸干燥，故A錯誤；B．發(fā)生反應(yīng)2H2O22H2O+O2，濃硫酸干燥氧氣，故B正確；C．鐵片和濃硝酸常溫下發(fā)生鈍化，故不能制取二氧化氮氣體，故C錯誤；D．氨氣與濃硫酸反應(yīng)，故不能用濃硫酸干燥氨氣，故D錯誤；故選B。3．（2021·廣東·高考真題）化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)。下列實驗操作或做法正確且能達到目的的是選項操作或做法目的A將銅絲插入濃硝酸中制備B將密閉燒瓶中的降溫探究溫度對平衡移動的影響C將溴水滴入溶液中，加入乙醇并振蕩萃取溶液中生成的碘D實驗結(jié)束，將剩余固體放回原試劑瓶節(jié)約試劑A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．將銅絲插入濃硝酸中開始會產(chǎn)生二氧化氮，不能達到實驗?zāi)康模珹不符合題意；B．二氧化氮氣體在一定條件下存在平衡：，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，NO2為紅棕色氣體，將密閉燒瓶中NO2降溫，會使該平衡向正反應(yīng)方向移動，氣體顏色變淺，因此可達到實驗?zāi)康?，B符合題意；C．乙醇與水互溶，不能作碘單質(zhì)的萃取劑，做法不正確，C不符合題意；D．一般情況下，剩余試劑需放到指定的容器中，不能放回原試劑瓶，以防污染原試劑，操作錯誤，D不符合題意；故選B。1．（2023春·福建福州·高一校聯(lián)考期中）關(guān)于硝酸的說法正確的是A．敞口放置的濃硝酸，濃度會變低是因為濃硝酸有吸水性B．稀硝酸與Cu反應(yīng)生成NO和硝酸銅時，硝酸既表現(xiàn)強氧化性又表現(xiàn)酸性C．硝酸電離出的H+，能被Zn、Fe等金屬還原成H?D．常溫下，向濃硝酸中投入Fe片，不會產(chǎn)生大量的紅棕色氣體，沒有反應(yīng)發(fā)生【答案】B【解析】A．敞口放置的濃硝酸濃度變小是因為濃硝酸的揮發(fā)性和不穩(wěn)定性，濃硝酸沒有吸水性，故A錯誤；B．稀硝酸與Cu反應(yīng)生成NO和硝酸銅時，HNO3中N元素化合價部分發(fā)生變化，既表現(xiàn)強氧化性又表現(xiàn)酸性，故B正確；C．硝酸具有強氧化性，與金屬反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣，故C錯誤；D．常溫下，向濃硝酸中投入Fe片，發(fā)生鈍化，不會產(chǎn)生大量的紅棕色氣體，鈍化不是不反應(yīng)，而是反應(yīng)產(chǎn)生致密的不溶于濃硝酸的氧化物薄膜覆蓋在鋁的表面阻止了進一步的反應(yīng)，故D錯誤；故選B。2．（2023春·江西宜春·高一上高中學(xué)校考期末）將7.6g鐵、銅合金加入100mL某濃度的稀硝酸中，完全反應(yīng)后，溶液仍呈強酸性，且共收集到NO氣體2.24L(標準狀況下)。若反應(yīng)前后溶液的體積變化忽略不計，則下列說法不正確的是A．上述反應(yīng)中金屬共失去電子0.3mol B．原硝酸的濃度：c(HNO3)=3mol?L-1C．合金中，銅的質(zhì)量為4.8g D．反應(yīng)后，鐵的化合價為+3【答案】B【解析】A．共收集到NO氣體2.24L(標準狀況下)，NO的物質(zhì)的量為0.1mol，N元素化合價由+5降低為+2，根據(jù)得失電子守恒，上述反應(yīng)中金屬共失去電子0.3mol，故A正確；

B．完全反應(yīng)后，溶液仍呈強酸性，硝酸有剩余，所以無法計算原硝酸的濃度，故B錯誤；C．根據(jù)A選項可知，金屬共失去電子0.3mol，設(shè)合金中鐵的物質(zhì)的量為xmol、銅的物質(zhì)的量為ymol，硝酸有剩余，反應(yīng)生成硝酸鐵、硝酸銅，則，x=0.05mol、y=0.075mol，所以銅的質(zhì)量為0.075mol×64g/mol=4.8g，故C正確；

D．反應(yīng)后，硝酸有剩余，鐵被氧化為硝酸鐵，所以鐵的化合價為+3，故D正確；選B。3．（2023春·江蘇常州·高一常州高級中學(xué)?？茧A段練習(xí)）為了測定鐵銅合金的組成，將7.6g鐵、銅合金加入100mL某濃度的稀硝酸中，將合金完全溶解后，共收集到NO氣體2.24L(標準狀況下)，并測得溶液中H+的濃度為0.5mol?L-1，若反應(yīng)前后溶液的體積變化忽略不計，則下列判斷不正確的是A．上述反應(yīng)中金屬共失去電子0.3molB．合金中，銅的質(zhì)量為4.8gC．原硝酸的濃度：c(HNO3)=3mol?L-1D．要使溶液中的金屬離子完全沉淀，需加5mol?L-1的NaOH溶液70mL【答案】C【解析】n(NO)==0.1mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol×(5-2)=0.3mol，反應(yīng)后溶液中的c(H+)=0.5mol/L，則反應(yīng)后剩余n(HNO3)=0.5mol/L×0.1L=0.05mol，設(shè)合金中Cu為xmol，F(xiàn)e為ymol，由電子守恒可知：2x+3y=0.3mol，由合金的質(zhì)量可知：64x+56y=7.6，解得x=0.075mol，y=0.05mol。A．金屬失去的電子等于N元素得到的電子，n(NO)==0.1mol，轉(zhuǎn)移電子為0.1mol×(5-2)=0.3mol，因此金屬共失去電子0.3mol，故A正確；B．由上述分析可知，合金中銅的物質(zhì)的量為0.075mol，質(zhì)量為0.075mol×64g/mol=4.8g，故B正確；C．反應(yīng)生成Cu(NO3)2、Fe(NO3)3和NO，以及反應(yīng)后剩余n(HNO3)=0.5mol/L×0.1L=0.05mol，根據(jù)氮原子守恒可知，硝酸的總物質(zhì)的量n(HNO3)=0.075×2+0.05×3+0.1+0.05=0.45mol，則c(HNO3)==4.5mol/L，故C錯誤；D．要使溶液中的金屬離子完全沉淀，溶液中剩余的硝酸先與氫氧化鈉反應(yīng)，則n(NaOH)=0.075×2+0.05×3+0.05=0.35mol，V==0.07L=70mL，故D正確；答案選C。4．（2023春·四川成都·高一校考期中）我國清代《本草綱目拾遺》中記敘無機藥物335種，其中“強水”條目下寫道：“性最烈，能蝕五金……其水甚強，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛?！边@里的“強水”是指硝酸，下列有關(guān)硝酸的相關(guān)描述中正確的是A．王水指濃硝酸與濃鹽酸按3：1的體積比混合所得的混合物B．向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀硫酸，可在試管口觀察到紅棕色氣體C．常溫下，濃硝酸可以用鋁制容器儲存，說明濃硝酸與鋁不反應(yīng)D．稀HNO3與金屬反應(yīng)時，可被還原為更低價態(tài)，說明稀HNO3氧化性強于濃HNO3【答案】B【解析】A．王水指濃硝酸與濃鹽酸按1:3的體積比混合所得的混合物，能溶解金和鉑，A錯誤；B．酸性溶液中硝酸根離子有強氧化性，與亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成一氧化氮，一氧化氮在試管口與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，可在試管口觀察到紅棕色氣體，B正確；C．常溫下，鋁與濃硝酸發(fā)生鈍化，所以濃硝酸可以用鋁制容器儲存，C錯誤；D．與金屬反應(yīng)時，稀硝酸被還原為一氧化氮，反應(yīng)較慢，濃硝酸被還原為二氧化氮，反應(yīng)較快，所以稀硝酸的氧化性比濃硝酸弱，D錯誤；答案選B。5．（2023春·黑龍江鶴崗·高一鶴崗一中?？计谥校㈣F粉和銅粉的均勻混合物平均分成四等份，分別加入同濃度的稀硝酸，充分反應(yīng)，在標準狀況下生成的體積和剩余金屬的質(zhì)量如下表(設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物只有)。下列說法正確的是編號①②③④硝酸體積/mL100200300400剩余金屬/g18.69.600NO體積/L2.244.486.72VA．①中溶液存在 B．C．硝酸的濃度為 D．④中【答案】B【解析】（1）由表中數(shù)據(jù)可知，實驗①和實驗②都有金屬剩余，則溶液中不可能含硝酸鐵，溶液中金屬離子為+2價，即實驗①和實驗②中的反應(yīng)可以歸納為3M+8HNO3(稀)=3M(NO3)2+2NO↑+4H2O；（2）實驗②可以看作是在實驗①的基礎(chǔ)上繼續(xù)加入100mL硝酸，在這100mLHNO3參與的反應(yīng)中，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為18.6g-9.6g=9g，生成NO的體積為4.48L-2.24L=2.24L，則NO（標況下）的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)化學(xué)方程式可知，參加反應(yīng)的金屬的物質(zhì)的量為0.15mol，參加反應(yīng)的金屬的平均摩爾質(zhì)量為=60g/mol，該過程既有鐵參與反應(yīng)，又有銅參與反應(yīng)，利用十字交叉法，則n(Fe)=n(Cu)=0.15mol=0.075mol，m(Fe)=0.075mol56g/mol=4.2g，m(Cu)=0.075mol64g/mol=4.8g，故實驗①只有鐵參與反應(yīng)；（3）實驗①發(fā)生的反應(yīng)為3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成NO的體積為2.24L，則NO（標況下）的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，參加反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為0.15mol，參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為0.15mol56g/mol=8.4g，參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.1mol4=0.4mol，硝酸的物質(zhì)的量濃度為=4mol/L；（4）結(jié)合（1）和（2）的分析內(nèi)容可知，實驗②中，參加反應(yīng)的Fe的物質(zhì)的量為0.15mol+0.075mol=0.225mol；（5）實驗③可看作是在實驗②的基礎(chǔ)上繼續(xù)加入100mL稀硝酸，此時鐵已全部反應(yīng)，已經(jīng)有0.075mol的銅參與了反應(yīng)，則在這100mL稀硝酸參與的反應(yīng)中，9.6g的金屬全部為銅，物質(zhì)的量為=0.15mol，金屬銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，0.15molCu參與反應(yīng)生成0.1molNO，則實驗③銅和稀硝酸恰好完全反應(yīng)，則Cu的總物質(zhì)的量為0.075mol+0.15mol=0.225mol；（6）實驗④可以看作是在實驗③的基礎(chǔ)上再加100mL稀硝酸，則這100mL稀硝酸和Fe2+反應(yīng)，上述反應(yīng)中的Fe全部轉(zhuǎn)化為Fe2+，則Fe2+的物質(zhì)的量為0.225mol，F(xiàn)e2+與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為4H++3Fe2++=3Fe3++NO↑+2H2O，反應(yīng)生成0.075molNO，體積為0.075mol22.4L/mol=1.68L。A．由分析可知，實驗①只有鐵參與反應(yīng)，溶液中只有Fe2+，沒有Fe3+，A錯誤；B．由分析可知，鐵的物質(zhì)的量為0.15mol+0.075mol=0.225mol，銅的物質(zhì)的量為0.15mol+0.075mol=0.225mol，，B正確；C．由分析可知，硝酸的物質(zhì)的量濃度為4mol/L，C錯誤；D．由分析可知，④中V=6.72L+1.68L=8.4L，D錯誤；答案選B。6．（2023春·福建福州·高一福建省福州第一中學(xué)?？计谥校┠辰饘賳钨|(zhì)跟一定濃度的硝酸反應(yīng)，假定只產(chǎn)生單一的還原產(chǎn)物。當參加反應(yīng)的單質(zhì)與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2:1時，還原產(chǎn)物是（

）A．NO2 B．NO C．N2O D．N2【答案】C【解析】假設(shè)金屬元素化合價由0價變?yōu)?1價，設(shè)還原產(chǎn)物中N元素化合價為x，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得2×(1?0)=1×(5?x)，x=3；假設(shè)金屬元素化合價由0價變?yōu)?2價，設(shè)還原產(chǎn)物中N元素化合價為y，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得2×(2?0)=1×(5?y)，y=1；假設(shè)金屬元素化合價由0價變?yōu)?3價，設(shè)還原產(chǎn)物中N元素化合價為z，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得2×(3?0)=1×(5?z)，z=?1；A．NO2中N元素化合價為+4價，不符合，故A錯誤；B．NO中N元素化合價為+2價，不符合，故B錯誤；C．N2O中N元素化合價為+1，符合，故C正確；D．N2中N元素化合價為0價，不符合，故D錯誤；答案選C。7．（2022·山東德州·統(tǒng)考二模）下列有關(guān)計算正確的是A．Na2O2作供氧劑時，每生成5.6LO2(標況)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.25NAB．1.92gCu與足量稀硝酸反應(yīng)，被還原硝酸的物質(zhì)的量為0.02molC．利用鋁熱反應(yīng)制備金屬時，每得到1molFe，一定消耗0.5mol氧化劑D．已知NH3的燃燒熱為316.25kJ/mol，則NH3燃燒的熱化學(xué)方程式為：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)

△H=-1265kJ/mol【答案】B【解析】A．Na2O2作供氧劑時，發(fā)生反應(yīng)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，Na2O2中氧元素化合價由-1價升高為0價、由-1價降低為-2價，每生成5.6LO2(標況)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)，故A錯誤；B．1.92gCu與足量稀硝酸反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)，生成0.02molNO，被還原硝酸的物質(zhì)的量為0.02mol，故B正確；C．利用鋁熱反應(yīng)制備金屬鐵時，鐵的氧化物是氧化劑，若Fe3O4和鋁反應(yīng)，每得到1molFe，消耗mol氧化劑，故C錯誤；D．氨氣燃燒熱是1mol氨氣燃燒生成氮氣和液態(tài)水放出的能量，NH3的燃燒熱為316.25kJ/mol，則NH3燃燒的熱化學(xué)方程式為：4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)

△H=-1265kJ/mol，故D錯誤；選B。8．（2022秋·新疆和田·高三統(tǒng)考期中）向mg由鐵粉和銅粉組成的混合物中，加入某濃度的稀硝酸，充分反應(yīng)后測得生成NO的體積[V(NO)](已換算成標準狀況下)、m(固體剩余質(zhì)量)隨加入的稀硝酸的體積的變化如圖所示(設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)。下列說法中正確的是A．稀硝酸的濃度為0.4mol·L-1B．a(chǎn)點時，100mL稀硝酸中溶解了Fe和Cu共8.4gC．b點對應(yīng)的溶液中可能含有的金屬陽離子為Fe2+、Fe3+、Cu2+D．加入稀硝酸至400mL時，收集到的V(NO)約為6.91L【答案】D【解析】由圖示數(shù)據(jù)可得如下表格：編號①②③④稀硝酸體積/mL100200300400剩余金屬/g12.23.200NO體積/mL224044806720V實驗①和②都有金屬剩余，則溶液中不可能含硝酸鐵，溶液中金屬離子為+2價，在實驗①的基礎(chǔ)上加入100mL硝酸，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為12.2g-3.2g=9g，生成NO的體積為4480mL-2240mL=2240mL，NO的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，參加反應(yīng)的金屬的物質(zhì)的量為=0.15mol，參加反應(yīng)的金屬的平均摩爾質(zhì)量為=60g/mol，該過程既有鐵參與反應(yīng)，又有銅參與反應(yīng)，利用十字交叉法，則n(Fe)=n(Cu)=0.15mol=0.075mol，故實驗①只有鐵參與反應(yīng)，實驗①生成NO的體積為2240mL，NO的物質(zhì)的量為0.1mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，參加反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量為=0.15mol，質(zhì)量為0.15mol56g/mol=8.4g，實驗②既有鐵參與反應(yīng)，又有銅參與反應(yīng)，且n(Fe)=n(Cu)=0.15mol=0.075mol，在實驗②的基礎(chǔ)上繼續(xù)加入100mL稀硝酸，生成NO的體積為6720mL-4480mL=2240mL，NO的物質(zhì)的量為0.1mol，該過程既有銅參加反應(yīng)，又有亞鐵離子參加反應(yīng)，參加反應(yīng)的金屬的質(zhì)量為3.2g，金屬全部為銅，物質(zhì)的量為=0.05mol，金屬銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，0.05molCu參與反應(yīng)生成molNO，則亞鐵離子參與反應(yīng)生成molNO，硝酸亞鐵與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4HNO3(稀)+3Fe(NO3)2=3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，則消耗亞鐵離子0.2mol，由以上分析可知，總共含亞鐵離子0.15mol+0.075mol=0.225mol，則加入稀硝酸300mL后還有0.225mol-0.2mol=0.025mol亞鐵離子，0.025mol亞鐵離子與稀硝酸反應(yīng)生成≈0.0083molNO，體積為0.0083mol22.4L/mol≈0.19L。A．由分析可知，實驗①只有鐵參與反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成NO的體積為2240mL，NO的物質(zhì)的量為0.1mol，則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.1mol4=0.4mol，硝酸的物質(zhì)的量濃度為=4mol/L，A錯誤；B．由分析可知，a點只消耗了鐵8.4g，B錯誤；C．b點還有金屬剩余，因此溶液中不可能有Fe3+，C錯誤；D．由分析可知，加入稀硝酸至400mL時，收集到的V(NO)約為6.72L+0.19L=6.91L，D正確；答案選D。1．（2022秋·山東聊城·高三聊城二中?？计谥校┠撑d趣小組探究金屬與硝酸的還原產(chǎn)物，進行了下列三組實驗，下列說法正確的是實驗操作(室溫)及實驗現(xiàn)象①將足量的銅粉加入中，溶液呈綠色，產(chǎn)生紅棕色氣體②將足量的銅粉加入中，溶液呈藍色，產(chǎn)生無色氣體③將足量的鐵粉加入中，溶液呈淺綠色，無氣體生成A．實驗①②反應(yīng)后溶液顏色不同，說明氧化產(chǎn)物不同B．實驗②中產(chǎn)生的氣體不能和血紅蛋白結(jié)合C．實驗③中鐵發(fā)生了鈍化D．以上實驗說明硝酸的還原產(chǎn)物與硝酸的濃度及金屬的活潑性有關(guān)【答案】D【解析】A．實驗①②反應(yīng)后溶液顏色相同都是藍色，氧化產(chǎn)物都是硝酸銅溶液，A項錯誤；B．②產(chǎn)生的氣體是一氧化氮，一氧化氮會和血紅蛋白結(jié)合，B項錯誤；C．將足量的鐵粉加入100mL,中，溶液呈淺綠色，無氣體生成，可能發(fā)生反應(yīng)生成了硝酸亞鐵和硝酸銨，常溫下鐵在濃硝酸下發(fā)生鈍化，C項錯誤；D．實驗①②可知，濃硝酸和銅反應(yīng)生成二氧化氮，銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮，硝酸的還原產(chǎn)物與硝酸的濃度有關(guān)，與金屬活潑性有關(guān)，D項正確；答案選D。2．（2022秋·山東青島·高三統(tǒng)考期末）濃硝酸和稀硝酸均具有強氧化性，濃硝酸還原產(chǎn)物為NO2，稀硝酸還原產(chǎn)物為NO。同溫同壓下，0.1mol金屬單質(zhì)M與足量濃硝酸反應(yīng)，生成NO2體積為V1；0.1mol金屬單質(zhì)N與足量稀硝酸反應(yīng)，生成NO體積為V2。下列說法錯誤的是A．M和N反應(yīng)中，被還原硝酸的物質(zhì)的量之比一定為B．M和N反應(yīng)中，消耗硝酸的物質(zhì)的量之比一定為C．產(chǎn)物中M和N化合價之比一定為D．將生成的氣體恰好溶于水生成硝酸，需要通入氧氣的體積之比一定為【答案】B【解析】A．設(shè)該條件下氣體摩爾體積為Vm，M與濃硝酸反應(yīng)時，被還原的硝酸n1=n(NO2)=，N與稀硝酸反應(yīng)時，被還原的硝酸n2=n(NO)=，則兩個反應(yīng)中被還原的硝酸物質(zhì)的量之比為，A正確；B．設(shè)反應(yīng)后M轉(zhuǎn)化為M(NO3)x，則根據(jù)得失電子守恒得：0.1mol×x=，解得x=，則M與硝酸反應(yīng)中消耗硝酸n3=0.1mol×+=，設(shè)反應(yīng)后N轉(zhuǎn)化為N(NO3)y，則根據(jù)得失電子守恒得：0.1mol×y=，解得y=，則M與硝酸反應(yīng)中消耗硝酸n4=0.1mol×+=，則兩個反應(yīng)中消耗硝酸物質(zhì)的量之比為，B錯誤；C．由B選項分析知，反應(yīng)后M的化合價為+x價，即+價，反應(yīng)后N的化合價為+y價，即+價，故M、N反應(yīng)后化合價之比為，C正確；D．根據(jù)反應(yīng)4NO2+O2+2H2O=4HNO3，知將生成的NO2完全溶于水需要O2的物質(zhì)的量n5==，根據(jù)反應(yīng)4NO+3O2+2H2O=4HNO3，知將生成的NO完全溶于水需要O2的物質(zhì)的量n6==，則兩種情況下需要O2的物質(zhì)的量之比（即體積比）為，D正確；故答案選B。3．（2023·全國·高三專題練習(xí)）硝酸與金屬反應(yīng)后所得還原產(chǎn)物與硝酸的濃度和金屬的活潑性有關(guān)。10mL0.5mol·L-1HNO3與0.048gMg恰好完全反應(yīng)。若氮元素只被還原到一種價態(tài)，下列說法不正確的是A．HNO3作還原劑B．HNO3濃度越低，N元素還原價態(tài)越低C．反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.004molD．還原產(chǎn)物可能為NH4NO3【答案】A【解析】A．HNO3與金屬反應(yīng)時，表現(xiàn)酸性和強氧化性，故A錯誤；B．HNO3濃度越高，氧化性越強，氧化同種金屬時，N元素被還原的價態(tài)就越高，故B正確；C．HNO3與Mg反應(yīng)，還原劑只有Mg，Mg的化合價由0→＋2，0.048gMg的物質(zhì)的量為0.002mol，根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為0.004mol，故C正確；D．硝酸的物質(zhì)的量為0.01L×0.5mol·L－1＝0.005mol，生成0.002molMg(NO3)2，根據(jù)N原子守恒，可能生成0.0005molNH4NO3，若生成0.0005molNH4NO3轉(zhuǎn)移電子為0.004mol，符合電子守恒，故D正確；故答案為A。4．（2023·山東淄博·校聯(lián)考二模）探究銅與硝酸反應(yīng)的生成時的硝酸濃度。如圖所示，先通一段時間后關(guān)閉活塞K，將銅絲伸入溶液中，當A中氣體變?yōu)闊o色時，上提銅絲，再將B中溶液稀釋至，取，用的溶液滴定至終點時消耗(忽略硝酸的揮發(fā)、分解及溶液體積變化)。下列說法正確的是A．可用盛有溶液的洗氣瓶進行尾氣吸收B．銅與硝酸反應(yīng)主要生成時的硝酸濃度不大于C．若不通，可能導(dǎo)致所得實驗結(jié)果偏高D．若通過直接滴定A中剩余酸的量(掩蔽掉的干擾)進行求算，所得實驗結(jié)果偏低【答案】D【解析】A瓶中的反應(yīng)為4HNO3(濃)+Cu=2NO2↑+2H2O+Cu(NO3)2。B中發(fā)生的反應(yīng)為3NO2+H2O=2HNO3+NO。用0.20mol?L?1的NaOH溶液滴定至終點時消耗15.00mL，即n(NaOH)=0.20×15.00×10-3mol=3×10-3mol，有關(guān)系式為NaOH~HNO3則B瓶中產(chǎn)生的n(HNO3)=3×10-3mol×10=3×10-2mol，又3NO2~2HNO3則A瓶中產(chǎn)生的NO2為3×10-2mol×=4.5×10-2mol。由關(guān)系式得4HNO3(濃)~2NO2則消耗的濃硝酸為4.5×10-2×2=9×10-2mol。A．NaOH溶液不能直接與NO反應(yīng)，所以它不能吸收尾氣，A項錯誤；B．溶液中剩余的硝酸濃度為。但當反應(yīng)產(chǎn)生無色NO氣體時停止反應(yīng)，即硝酸濃度大于8mol?L?1也產(chǎn)生了NO，B項錯誤；C．若不同如N2，B瓶中NO也轉(zhuǎn)變?yōu)镠NO3，從而導(dǎo)致消耗的HNO3偏大，A中剩余HNO3偏低，結(jié)果偏低，C項錯誤；D．當A中氣體變?yōu)闊o色時停止反應(yīng)，產(chǎn)生NO的濃度應(yīng)該比A瓶的大。所以直接測定A瓶中的酸可能導(dǎo)致結(jié)果偏低，D項正確；故選D。5．（2023·全國·高三專題練習(xí)）將1.92g銅粉與一定量的濃硝酸反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物為NO和NO2，當銅粉完全反應(yīng)時收集到混合氣體1.12L(氣體體積折算為標準狀況)。則所消耗硝酸的物質(zhì)的量是A．0.08mol B．0.09mol C．0.11mol D．0.12mol【答案】C【解析】將1.92g銅粉與一定量的濃硝酸反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物為NO和NO2，當銅粉完全反應(yīng)時收集到混合氣體1.12L(氣體體積折算為標準狀況)，氣體物質(zhì)的量為0.05mol，生成的鹽為硝酸銅，根據(jù)銅守恒得到鹽硝酸根物質(zhì)的量為，根據(jù)氮元素守恒，則所消耗硝酸的物質(zhì)的量是0.05mol+0.06mol=0.11mol，故C符合題意。綜上所述，答案為C。6．（2023·全國·高三專題練習(xí)）用圖所示裝置進行實驗，探究硝酸與鐵反應(yīng)的產(chǎn)物。主要實驗操作實驗現(xiàn)象打開彈簧夾，通入一段時間CO2后，滴入濃硝酸后無明顯現(xiàn)象，加熱燒瓶，反應(yīng)開始后停止加熱。①A中有紅棕色氣體產(chǎn)生，一段時間后，氣體顏色逐漸變淺；反應(yīng)停止后，A中無固體剩余。②B中溶液變棕色。取少量A中溶液，加幾滴氯水，再滴入硫氰化鉀溶液③溶液變?yōu)榧t色取少量B中溶液，加熱④B中棕色溶液變淺，有無色氣體逸出，且在空氣中變?yōu)榧t棕色已知：FeSO4+NO=Fe(NO)SO4(棕色)?H<0。下列說法正確的是A．滴入濃硝酸加熱前沒有明顯現(xiàn)象的原因是：溫度低，反應(yīng)速率太慢B．實驗現(xiàn)象③說明反應(yīng)后A中溶液含有Fe2+C．實驗現(xiàn)象④說明A中有NO生成D．可用濃NaOH溶液和濕潤的紅色石蕊試紙檢驗硝酸的還原產(chǎn)物中是否有NH【答案】D【解析】A．常溫時，鐵遇濃硝酸形成致密氧化膜，阻止反應(yīng)進一步發(fā)生，不是因為溫度低，反應(yīng)速率太慢的緣故，故A錯誤；B．取少量A中溶液，加幾滴氯水，再滴入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，只能說明這時溶液中有三價鐵離子，無法說明原溶液中是二價鐵還是三價鐵，故B錯誤；C．取少量B中溶液加熱，B中棕色溶液變淺，無色氣體逸出，且在空氣中變?yōu)榧t棕色，只能說明Fe(NO)SO4分解生成NO，但由于銅和濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮，二氧化氮和水反應(yīng)生成一氧化氮，一氧化氮能使硫酸亞鐵溶液變成棕色，所以不能證明鐵和濃硝酸反應(yīng)過程中NO生成，故C錯誤；D．濃NaOH溶液和濕潤的紅色石蕊試紙可檢驗A溶液中是否有NH，即可以檢驗硝酸的還原產(chǎn)物中是否有NH，若產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，證明硝酸的還原產(chǎn)物中有NH，故D正確；故選D。7．（2023·全國·高三專題練習(xí)）將質(zhì)量為32g的銅與150mL的一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生標準狀況下11.2L的NO和NO2的混合氣體，將生成的混合氣體與一定體積的氧氣一起通入足量NaOH溶液中，氣體恰好被吸收生成NaNO3。下列說法不正確的是A．標準狀況下，通入的O2體積為5.6LB．向反應(yīng)后的溶液加NaOH，使銅沉淀完全，需要NaOH的物質(zhì)的量至少為1.0molC．標準狀況下，混合氣體構(gòu)成是5.6L的NO和5.6L的NO2D．硝酸的物質(zhì)的量濃度為10.0mol·L?1【答案】D【解析】32g的銅的物質(zhì)的量為0.5mol；11.2L的NO和NO2的物質(zhì)的量為0.5mol，設(shè)混合氣體中NO的物質(zhì)的量為x，NO2的物質(zhì)的量為y，則x+y=0.5，反應(yīng)過程中銅全部被氧化成Cu2+，根據(jù)電子守恒有3x+y=0.5×2，和前式聯(lián)立可得x=0.25mol，y=0.25mol；設(shè)氧氣的物質(zhì)的量為z，NO和NO2全部轉(zhuǎn)化為NaNO3，則根據(jù)電子守恒有0.5×2=4z，解得z=0.25mol；根據(jù)元素守恒可知生成的n(NaNO3)=0.5mol。A．根據(jù)分析可知通入的O2為0.25mol，標況下體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故A正確；B．當硝酸無剩余時消耗的NaOH最少，此時NaOH只與Cu2+反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀，根據(jù)元素守恒可知此時n(NaOH)=2n(Cu2+)=0.5mol×2=1mol，故B正確；C．根據(jù)分析可知，混合氣體中有0.25molNO和0.25molNO2，即標準狀況下的5.6L的NO和5.6L的NO2，故C正確；D．由于不知道和銅反應(yīng)后硝酸是否有剩余，所以無法計算硝酸的濃度，故D錯誤；故答案為D。8．（2023春·重慶萬州·高三重慶市萬州第二高級中學(xué)?？茧A段練習(xí)）將一定質(zhì)量的鎂銅合金加入到稀硝酸中，兩者恰好完全反應(yīng)，假設(shè)反應(yīng)過程中還原產(chǎn)物全是NO，向所得溶液中加入物質(zhì)的量濃度為3mol·L－1NaOH溶液至沉淀完全，測得生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1g，則下列有關(guān)敘述中正確的是（

）A．加入合金的質(zhì)量不可能為6.4gB．參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.1molC．沉淀完全時消耗NaOH溶液的體積為150mLD．溶解合金時收集到NO氣體的體積在標準狀況下為2.24L【答案】D【解析】將一定量的鎂和銅合金加入到稀HNO3中，二者恰好反應(yīng)，金屬、硝酸都沒有剩余，反應(yīng)中還原產(chǎn)物只有NO，發(fā)生反應(yīng)：3Mg+8HNO3（?。┄T3Mg（NO3）2+2NO↑+4H2O、3Cu+8HNO3（?。┄T3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；向反應(yīng)后的溶液中加入3mol/LNaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應(yīng)：Mg（NO3）2+2NaOH═Mg（OH）2↓+2NaNO3、Cu（NO3）2+2NaOH═Cu（OH）2↓+2NaNO3，沉淀為氫氧化鎂和氫氧化銅，生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質(zhì)量為5.1g，氫氧根的物質(zhì)的量為=0.3mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則鎂和銅的總的物質(zhì)的量為=0.15mol，生成NO為=0.1mol。A.鎂和銅的總的物質(zhì)的量為0.15mol，假定全為鎂，質(zhì)量為0.15mol×24g/mol=3.6g，若全為銅，質(zhì)量為0.15mol×64g/mol=9.6g，所以參加反應(yīng)的金屬的總質(zhì)量（m）為3.6g＜m＜9.6g，則合金的質(zhì)量可能為6.4g，A錯誤；B.根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)的n反應(yīng)（HNO3）=n（金屬）=×0.15mol=0.4mol，故B錯誤；C.加入的氫氧化鈉恰好與硝酸鎂、硝酸銅反應(yīng)，由上述分析可知，加入的NaOH為0.3mol，故加入NaO溶液的體積為=0.1L=100mL，C錯誤；D.標準狀況下0.1molNO的體積為2.24L，D正確。故選D，9．（2023·高一課時練習(xí)）關(guān)于硝酸的說法正確的是A．硝酸電離出的H＋離子，能被Zn、Fe等金屬還原成H2B．濃HNO3與濃HCl按3∶1的體積比所得的混合物叫王水C．硝酸與金屬反應(yīng)時，主要是＋5價的氮元素得電子D．常溫下，向濃HNO3中投入Fe片，會產(chǎn)生大量的紅棕色氣體【答案】C【解析】A．硝酸電離出的H＋離子，但硝酸是氧化性酸，不能被Zn、Fe等金屬還原成H2，A錯誤；B．濃HNO3與濃HCl按1∶3的體積比所得的混合物叫王水，B錯誤；C．硝酸與金屬反應(yīng)時，主要是＋5價的氮元素得電子，C正確；D．常溫下，向濃HNO3中投入Fe片，發(fā)生鈍化，不會產(chǎn)生大量的紅棕色氣體，D錯誤；答案選C。10．（2023春·甘肅張掖·高一高臺縣第一中學(xué)?？茧A段練習(xí)）在某100mL混酸中，硝酸的物質(zhì)的量濃度為0.4mol/L，硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L，加入2.56g銅粉，微熱，待充分反應(yīng)后，溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為A．0.15mol/L B．0.3mol/L C．0.225mol/L D．無法計算【答案】B【解析】在某100mL混酸中，硝酸的物質(zhì)的量n(HNO3)=0.1L×0.4mol/L=0.04mol，硫酸的物質(zhì)的量n(H2SO4)=0.1L×0.2moL/L=0.02moL，所以氫離子的物質(zhì)的量n(H+)=0.04moL+2×0.02moL=0.08mol，銅粉的物質(zhì)的量==0.04mol，依據(jù)方程式：，可知氫離子不足，故根據(jù)H+計算，由方程式可知n(Cu2+)=×0.08mol=0.03mol，所以c(Cu2+)==0.3mol/L，故答案為：B。11．（2022秋·湖南岳陽·高三校考階段練習(xí)）實驗研究發(fā)現(xiàn)，金屬與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，硝酸的濃度越稀，對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低。現(xiàn)有一定量的鋁粉和鐵粉的混合物與足量很稀的硝酸充分反應(yīng)，反應(yīng)過程中無氣體放出，在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中逐滴加入5mol/LNaOH溶液，所加NaOH溶液的體積與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A．點到點的反應(yīng)為：B．樣品中鋁粉和鐵粉的質(zhì)量之比為：C．點對應(yīng)溶液的體積為D．原硝酸溶液中硝酸的物質(zhì)的量為【答案】AD【分析】根據(jù)題意，稀硝酸的還原產(chǎn)物為，鋁粉和鐵粉反應(yīng)后溶液中含，0→a的反應(yīng)是，a→b的反應(yīng)是，b→c的反應(yīng)是，此時溶液只含NaNO3和，c→d的反應(yīng)是。【解析】A．根據(jù)分析，點到點的反應(yīng)為：，A正確；B．根據(jù)分析，，，根據(jù)電子得失守恒，，B錯誤；C．c點溶液中硝酸根剛好生成NaNO3，則，點對應(yīng)溶液的體積，C錯誤；D．根據(jù)氮元素守恒，原硝酸溶液中硝酸的物質(zhì)的量為，D正確；答案選AD。