微專題23金屬與硝酸反應(yīng)的規(guī)律與計算

,考情分析）

以硝酸的性質(zhì)與用途為載體考查硝酸、

金屬與硝酸反應(yīng)的的強氧化性及其計算一直是高考出題

規(guī)律與計算的方向和考查的重點，經(jīng)常以選擇題

的形式出現(xiàn)。

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?；卮鹣铝袉栴}:

⑴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

會一NaOH溶液

ABC

（2）銅與過量He?反應(yīng)的探究如下:

+Na2s溶液

?無明顯現(xiàn)象

過量30%比。2?銅片溶解,溶液變藍,少量無色氣體產(chǎn)生

血片

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H+

的作用是o

⑶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,-=1?X的化學(xué)式為_____。

m6

⑷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0.1。0。1110卜17N225203標準溶液滴定，滴定終點時消耗Na2s03標準溶液15.00mL。（已知：

2+

2Cu+4r=2CuIJ+I2,I2+2s2。：=21+SQr)標志滴定終點的現(xiàn)象是，粗品中X的相對含量

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)生出。

2.還原產(chǎn)物一般為HN03(濃)--->N02,HNO3(稀)---->NO,很稀的硝酸還原產(chǎn)物也可能為史0,

N2,或NH4N03o

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+4HNO3=Zn(NO3)2+2NO2f+2H2O

(2)鋅與中等濃度的硝酸：3Zn+8HNC)3=3Zn(NO3)2+2NOt+4H20

(3)與一般稀硝酸4Z11+IOHNO3=4Zn(NO3)2+N20f+5H2O

(4)與較稀硝酸反應(yīng)：5Zn+12HNO3=5Zn(NO3)2+N2f+6H2O

(5)與極稀硝酸反應(yīng)：4Zn+10HNO3=4ZN(NO3)2+NH4N03+3H20

二、硝酸與金屬反應(yīng)的計算方法

1.原子守恒法

HNOs與金屬反應(yīng)時，一部分HN03起酸的作用，以N。；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HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。

2.得失電子法

HN03與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HN03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

HNC）3過量時反應(yīng)后溶液中（不考慮0H-）有：

C（NO）=C（H+）+"M"［（M"+代表金屬離子）。

4.離子方程式計算法

金屬與H2s。4,HN03的混合酸反應(yīng)時，由于硝酸鹽中NO］在H2s。4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N。］進行相關(guān)計算，

且溶液中要符合電荷守恒。

加典

1.巾022?北京?高考真,）下列方程式與所給事實不相得的是

A.加熱NaHCOs固體，產(chǎn)生無色氣體：ZNaHCC^NazCOs+HzO+COzT

+3+

B.過量鐵粉與稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生無色氣體：Fe+NO3+4H=Fe+NOT+2H2O

ONaOH

C.苯酚鈉溶液中通入CO,,出現(xiàn)白色渾濁：彳\

I|］+CO2+H2O―?IJJ+NaHCO3

D.乙醇、乙酸和濃硫酸混合加熱，產(chǎn)生有香味的油狀液體：

A

看3

CH3CH2OH+CH3COOHCH3coOCH2cH+H2O

2.（1o21.海南.統(tǒng)考高考真事）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

濃H2so4

選項氣體ab

AH2S稀H2SO4FeS

耳。溶液MnO

B0222

CNO2濃HNC(3鐵片

DNH3濃氨水CaO

A.AB.BC.CD.D

3.4021?廣東?高考真||）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NO

B將密閉燒瓶中的NO?降溫探究溫度對平衡移動的影響

C將澳水滴入KI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NaCI固體放回原試劑瓶節(jié)約試劑

A.AB.BC.CD.D

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N。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等金屬還原成力

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

2.（向23春?江西宜春?高一上高中學(xué)校考期?。?.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0.3molB.原硝酸的濃度：c（HNO3）=3moi?L-i

C.合金中，銅的質(zhì)量為4.8gD.反應(yīng)后，鐵的化合價為+3

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N。氣體2.24L（標準狀況下），并測得溶液中H+

的濃度為0.5mol?LZ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0.3mol

B.合金中，銅的質(zhì)量為4.8g

C.原硝酸的濃度：c（HNC）3）=3mol?LT

D.要使溶液中的金屬離子完全沉淀，需加5mol吐-1的NaOH溶液70mL

4.（向23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。"這里的"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HN03與金屬反應(yīng)時，可被還原為更低價態(tài)，說明稀HN03氧化性強于濃HN03

5.（2023春?黑龍江鶴崗?高一鶴崗一中校考期中）將鐵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NO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

NO）。下列說法正確的是

編號①②③④

硝酸體積/mL100200300400

剩余金屬/g18.69.600

NO體積/L2.244.486.72V

A.①中溶液存在Fe3+B.n（Fe）:n（Cu）=1:1

C.硝酸的濃度為2.5mol/LD.④中V=8.96

6.（2023春?福建福州?高一福建省福州第一中學(xué)校考期中）某金屬單質(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(dāng)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.NO2B.NOC.N20D.N2

7.（1o22?山東德州?統(tǒng)考二模）［下列有關(guān)計算正確的是

A.Na2C>2作供氧劑時，每生成5.6LO2（標況），轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.25NA

B.1.92gCu與足量稀硝酸反應(yīng)，被還原硝酸的物質(zhì)的量為0.02mol

C.利用鋁熱反應(yīng)制備金屬時，每得到ImolFe,一定消耗0.5mol氧化劑

D.已知NH3的燃燒熱為316.25kJ/mol,則N&燃燒的熱化學(xué)方程式為：

4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=-1265kJ/mol

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

稀硝酸的體積/mL

A.稀硝酸的濃度為

B.a點時，100mL稀硝酸中溶解了Fe和Cu共8.4g

C.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（N。）約為6.91L

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ImLlOmolI-HNOs中，溶液呈綠色，產(chǎn)生紅棕色氣體

②將足量的銅粉加入lOOmLO.lmoLLTHNOs中，溶液呈藍色，產(chǎn)生無色氣體

③將足量的鐵粉加入lOOmLO.lmoLLTHNO?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)

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NCh,稀硝酸還

原產(chǎn)物為N。。同溫同壓下，O.lmol金屬單質(zhì)M與足量濃硝酸反應(yīng)，生成NO2體積為Vi；O.lmol金屬單質(zhì)

N與足量稀硝酸反應(yīng)，生成N。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)的量之比一定為小

B.M和N反應(yīng)中，消耗硝酸的物質(zhì)的量之比一定為貴

V

C.產(chǎn)物中M和N化合價之比一定為才

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第

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)。10mL0.5

mol?L-iHNC）3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.HN03作還原劑

B.HN03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0.004mol

D.還原產(chǎn)物可能為NH4NO3

4.（2023?山東淄博?校聯(lián)考二模）探究銅與硝酸反應(yīng)的生成NO時的硝酸濃度。如圖所示，先通N?一段時間

后關(guān)閉活塞K,將銅絲伸入溶液中，當(dāng)A中氣體變?yōu)闊o色時，上提銅絲，再將B中溶液稀釋至200mL,取

20.00mL,用Q20mol.LT的NaOH溶液滴定至終點時消耗15.00mL（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

接尾氣

吸收裝置

HNC>3溶液

A.可用盛有NaOH溶液的洗氣瓶進行尾氣吸收

B.銅與硝酸反應(yīng)主要生成NO時的硝酸濃度不大于8moi.廣

C.若不通N”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Ci?+的干擾）進行求算，所得實驗結(jié)果偏低

5.4023?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N。和N02,當(dāng)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.0.08molB.0.09molC.O.llmolD.0.12mol

6.（向23?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。

FeSCh溶液

AB

主要實驗操作實驗現(xiàn)象

①A中有紅棕色氣體產(chǎn)生，一段時間后，氣體顏色

打開彈簧夾，通入一段時間CO2后，滴入濃硝酸后無

逐漸變淺；反應(yīng)停止后，A中無固體剩余。

明顯現(xiàn)象，加熱燒瓶，反應(yīng)開始后停止加熱。

②B中溶液變棕色。

取少量A中溶液，加幾滴氯水，再滴入硫氟化鉀溶液③溶液變?yōu)榧t色

④B中棕色溶液變淺，有無色氣體逸出，且在空氣

取少量B中溶液，加熱

中變?yōu)榧t棕色

已知：FeSO4+NO=Fe（NO）SO4（棕色）4承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：

7.（前23?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N02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NaNCh。下列說法不正確的是

A.標準狀況下，通入的。2體積為5.6L

B.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l.Omol

C.標準狀況下，混合氣體構(gòu)成是5.6L的NO和5.6L的N02

D.硝酸的物質(zhì)的量濃度為10.0mol-LT

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3mo卜NaOH

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6.4g

B.參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.1mol

C.沉淀完全時消耗NaOH溶液的體積為150mL

D.溶解合金時收集到NO氣體的體積在標準狀況下為2.24L

9.（1。23?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等金屬還原成也

B.濃HN03與濃HCI按301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HN03中投入Fe片，會產(chǎn)生大量的紅棕色氣體

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CM+的物質(zhì)的

量濃度為

A.O.15mol/LB.O.3mol/LC.O.225mol/LD.無法計算

11.(|o22秋?湖南岳陽?高三?？茧A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5moi/LNaOH溶液，所加NaOH溶液的體積(mL)

與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(mol)關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是

B.樣品中鋁粉和鐵粉的質(zhì)量之比為5：3

C.。點對應(yīng)NaOH溶液的體積為48mL

D.原硝酸溶液中硝酸的物質(zhì)的量為0.5mol

12.(［。23?全國?高三專題練習(xí))鐵粉與硝酸反應(yīng)可制備硝酸鐵，硝酸鐵溶液可用于刻蝕銀器。鐵粉用量和

硝酸濃度都會影響反應(yīng)產(chǎn)物。

I.常溫下過量鐵粉與不同濃度硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物的探究。利用如圖裝置進行實驗，其中裝置A為氮氣氛

⑴實驗一：硝酸初始濃度為12.0mol?L時，硝酸的還原產(chǎn)物主要是N02。裝