金属与硝酸反应的计算.ppt

金属与硝酸反金属与硝酸反应的的计算算1.1 1、原子守恒法、原子守恒法2 2、电子得失守恒法子得失守恒法 3、电荷守恒法荷守恒法4 4、利用离子方程式、利用离子方程式计算法算法计算方法算方法:2.1 1、原子守恒法、原子守恒法 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O HNO3与金属反与金属反应时，一部分，一部分HNO3起酸的起酸的作用以作用以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作的形式存在于溶液中；一部分作为氧化氧化剂转化化为还原原产物，物，这两部分中氮原两部分中氮原子的子的总物物质的量等于反的量等于反应消耗的消耗的HNO3物物质的的量。量。n(n(反反应的硝酸的硝酸)=n()=n(被被还原的硝酸原的硝酸)+n()+n(未被未被还原的硝酸原的硝酸)=n(=n(被反被反应的硝酸的硝酸)+2n(Cu)+2n(Cu2+2+)3.例例.25.6mgCu.25.6mgCu跟含有跟含有1.4101.410-3-3 molmol的硝酸的硝酸恰好完全反恰好完全反应,反反应完完毕后收集到的气体在后收集到的气体在标准状况下的体准状况下的体积为 A A7.84 mL B7.84 mL B13.44 mL ()13.44 mL ()C C15.68 mL D15.68 mL D17.92 mL17.92 mLB B解析：解析：扩放数据放数据,简化化计算算n(Cu)=0.4mol,n(Cu)=0.4mol,生成生成0.4molCu(NO0.4molCu(NO3 3)2 2,故生成故生成气体气体为1.4mol-0.4mol2=0.6mol1.4mol-0.4mol2=0.6mol，气体体，气体体积为0.622.4=13.44L0.622.4=13.44L。4.2 2、电子得失守恒法子得失守恒法 HNOHNO3 3与金属的反与金属的反应属于氧化属于氧化还原反原反应，HNOHNO3 3中氮原子得中氮原子得电子的物子的物质的量等于金属的量等于金属电子的物子的物质的量。的量。5.例例.某二价金属与硝酸反某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消，金属与硝酸所消耗的物耗的物质的量之比的量之比为2:52:5，则HNOHNO3 3的的还原原产物物是是 （）A.NHA.NH4 4NONO3 3 B.NB.N2 2O C.NO D.NOO C.NO D.NO2 2ABAB解析解析:若二价金属若二价金属(M)(M)为2mol,2mol,生成生成2molM(NO2molM(NO3 3)2 2,未被未被还原的硝酸原的硝酸4mol,4mol,被被还原的硝酸原的硝酸1mol,1mol,根据得失根据得失电子数相子数相等等,HNO,HNO3 3中中N N元素被元素被还原成原成+1+1价价,应为N N2 2O;NHO;NH4 4NONO3 3中中N N元元素的平均化合价素的平均化合价为+1+1价。答案价。答案ABAB。6.HNOHNO3 3过量量时反反应后溶液中（不考后溶液中（不考虑OHOH-）则有：有：c c(NO(NO3 3-)=)=c c(H(H+)+)+ncnc(M(Mn n+)(M)(Mn n+代表金属离子代表金属离子)。3 3、电荷守恒法荷守恒法7.例例.3.2 g铜与与过量硝酸反量硝酸反应，硝酸被，硝酸被还原原为NO2和和NO。反。反应后溶液中含后溶液中含H+a mol,则此此时溶液中溶液中含含NO3-的物的物质的量的量为_mol。解析解析:反反应后的溶液中溶后的溶液中溶质是是:Cu(NO:Cu(NO3 3)2 2和和HNOHNO3 3。n(NOn(NO3 3-)=2n(Cu)+n(H)=2n(Cu)+n(H+)=20.05+a=(0.1+a)mol)=20.05+a=(0.1+a)mol(a+0.1)(a+0.1)8.4 4、利用离子方程式、利用离子方程式计算法算法 金属与金属与H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3的混合酸反的混合酸反应时，由于硝，由于硝酸酸盐中中NO NO 3 3-在在H H2 2SOSO4 4提供提供H H+的条件下能的条件下能继续与金属与金属反反应，因此此，因此此类题目目应用离子方程式来用离子方程式来计算，先作算，先作过量判断量判断,然后根据完全反然后根据完全反应的金属或的金属或H H+或或NONO3 3-进行行相关相关计算，且溶液中要符合算，且溶液中要符合电荷守恒。荷守恒。9.例例.1L.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量的量浓度度分分别为0.1mol/L0.1mol/L和和0.4mol/L0.4mol/L。若向。若向该混合液中加入足混合液中加入足量的量的铜粉，粉，则最多能溶解最多能溶解铜粉的粉的质量量为 ()()A.2.4g B.3.2gA.2.4g B.3.2g C.6.4g D.9.6g C.6.4g D.9.6g 解析解析:n(Hn(H+)=0.1+0.8=0.9(mol)=0.1+0.8=0.9(mol)n(NO n(NO3 3-)=0.1mol)=0.1mol 3Cu +8H 3Cu +8H+2NO+2NO3 3-=3Cu=3Cu2+2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O 3mol 8mol 2mol 3mol 8mol 2mol 0.9mol 0.1mol 0.9mol 0.1mol NO NO3 3-不足不足,溶解溶解n(Cu)=0.15mol;m(Cu)=9.6(g)n(Cu)=0.15mol;m(Cu)=9.6(g)B B10.1、金属与、金属与HNO3反反应的的计算算2、合金与、合金与HNO3反反应的的计算算5、金属与、金属与HNO3反反应后，再加后，再加NaOH使金属离使金属离子沉淀的子沉淀的计算算4、金属与、金属与HNO3反反应，产生的气体又被生的气体又被O2氧化氧化成成HNO3的的计算算3、金属与、金属与HNO3、H2SO4混酸反混酸反应的的计算算相关相关题型型11.1 1、金属与、金属与HNOHNO3 3反反应的的计算算例例.把把7.2g7.2g铁粉投入粉投入40mL40mL某某HNOHNO3 3溶液中溶液中,充分反充分反应后剩余固体后剩余固体1.6g,1.6g,产生生NONO2 2和和NONO的混合气体的混合气体0.08mol0.08mol。若不考。若不考虑N N2 2O O4 4的存在的存在,则原原HNOHNO3 3溶液的物溶液的物质的量的量浓度度为 ()()A.3.5mol/L B.4.5mol/L C.7.0mol/L D.9.0mol/L A.3.5mol/L B.4.5mol/L C.7.0mol/L D.9.0mol/L 3 3Fe+Fe+8 8HNOHNO3 3(稀稀)=3 3Fe(NOFe(NO3 3)2 2+2 2NO+NO+4 4H H2 2O O (Fe(Fe多多)Fe+Fe+4 4HNOHNO3 3(稀稀)=Fe(NO=Fe(NO3 3)3 3+NO+NO+2 2H H2 2O O (Fe(Fe少少)解析：解析：铁剩余剩余说明明应按第一个方程式按第一个方程式进行行计算，反算，反应所消耗的所消耗的铁的物的物质的量的量为0.1moln(n(反反应的硝酸的硝酸)=n()=n(被被还原的硝酸原的硝酸)+n()+n(未被未被还原的硝酸原的硝酸)=n(=n(被反被反应的硝酸的硝酸)+2n(Fe)+2n(Fe 2+2+)=0.08mol+0.2mol =0.28mol =0.08mol+0.2mol =0.28mol C C（HNO3HNO3）=0.28mol/0.4L=7.0mol/L=0.28mol/0.4L=7.0mol/L C C12.2 2、合金与、合金与HNOHNO3 3反反应的的计算算(2009启启东模模拟)某高三研究性学某高三研究性学习小小组为了了测定某定某铜银合金的成分，将合金的成分，将30.0g该合金溶于合金溶于80mL13.5mol/L的的浓HNO3中，待合金完全溶中，待合金完全溶解后，收集到气体解后，收集到气体6.72L(标准状况准状况)，并，并测得得溶液的溶液的c(H)1mol/L，假，假设反反应后溶液的体后溶液的体积仍仍为80mL，试计算：算：(1)被被还原的硝酸的物原的硝酸的物质的量；的量；(2)合金中合金中银的的质量分数。量分数。13.解析：解析：反反应所所产生的气体生的气体为NONO和和NONO2 2的混合气体，的混合气体，n n（混）（混）=0.3mol=0.3mol，即被，即被还原的硝的物原的硝的物质的量的量为0.3mol.0.3mol.已知已知n(HNOn(HNO3 3)剩剩0.08mol0.08mol、n(HNO n(HNO3 3)还原原0.3mol0.3mol，得，得硝酸硝酸银和硝酸和硝酸铜中所含中所含NONO3 3-的物的物质的量的量为0.7mol0.7mol，设合合金所含金所含铜的物的物质的量的量为x x，银的物的物质的量的量为y y，根据得失，根据得失电子守恒和氮原子守恒，列方程子守恒和氮原子守恒，列方程组如下如下64x+108y=30.02x+y=0.7X=0.3Y=0.1进而求得合金中而求得合金中银的的质量分数量分数为36.0%36.0%14.三、金属与三、金属与HNO3、H2SO4混酸反混酸反应的的计算算15.15.有一含有一含0.04molH0.04molH2 2SOSO4 4、0.04molHNO0.04molHNO3 3的混合稀溶液，的混合稀溶液，加入加入足量足量的的铜粉，加粉，加热充分反充分反应，最，最终可可产生气体的生气体的物物质的量是的量是 （）A.0.01 mol B.0.03 molA.0.01 mol B.0.03 molC.0.04 mol D.0.01-0.03 molC.0.04 mol D.0.01-0.03 mol解析解析:n(Hn(H+)=0.08+0.04=0.12(mol)=0.08+0.04=0.12(mol)n(NO n(NO3 3)=0.04mol)=0.04mol 3Cu +8H 3Cu +8H+2NO+2NO3 3+=Cu=Cu2+2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O 3mol 8mol 2mol 3mol 8mol 2mol 0.12mol 0.04mol 0.12mol 0.04mol H H+不足不足,n(NO)=0.12/4=0.03mol,n(NO)=0.12/4=0.03mol15.例例3 3 1.92 g1.92 g铜投入一定量投入一定量浓HNOHNO3 3中，中，铜完全溶解，生成气体完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收色越来越浅，共收集到集到672672气体（气体（标准状况），将盛有此准状况），将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下准状况下一定体一定体积的的2 2 ，恰好使气体完全溶于水中，恰好使气体完全溶于水中，则通入通入2 2的体的体积（）A.504 A.504 B.336 B.336 C.224 C.224 D.168D.168B四、金属与四、金属与HNO3反反应，产生的气体又被生的气体又被O2氧化成氧化成HNO3的的计算算16.解析：解析：反反应过程程为铜与硝酸反与硝酸反应失失电子，硝酸得子，硝酸得电子被子被还原原为NO、NO2，接着，接着NO、NO2与氧气和水反与氧气和水反应重新生成硝酸，在生成硝酸的重新生成硝酸，在生成硝酸的这个反个反应里里NO、NO2失失电子，氧气得子，氧气得电子，由子，由电子守恒得子守恒得铜在反在反应中失中失电子数等于氧气得子数等于氧气得电子数。子数。即即(1.92/64)*2=n(O2)*4求得求得n(O2)=0.015mol V(O2)=336ml17.五、金属与五、金属与HNO3反反应后，再加后，再加NaOH使使金属离子沉淀的金属离子沉淀的计算算例例.(2000.(2000年上海市年上海市)铜和和镁的合金的合金4.6g4.6g完全完全溶于溶于浓硝酸，若反硝酸，若反应中硝酸被中硝酸被还原只原只产生生4480 mL4480 mL的的NONO2 2气气体和体和336 mL336 mL的的N N2 2O O4 4气体（气体的体气体（气体的体积已折算到已折算到标准状准状况），在反况），在反应后的溶液中，加入足量的后的溶液中，加入足量的氢氧化氧化钠溶溶液，生成沉淀的液，生成沉淀的质量量为 ()()A.9.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04gA.9.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g18.解析解析:沉淀的沉淀的质量量为金属金属CuCu、MgMg的的质量加上量加上OHOH-的的质量：量：由由电子守恒知子守恒知:Cu:Cu、MgMg的物的物质的量之和的量之和为 n(Cu,Mg)2=4.48L/22.4L/mol+0.336L/22.4L/mol2n(Cu,Mg)2=4.48L/22.4L/mol+0.336L/22.4L/mol2 n(Cu,Mg)=0.115mol n(Cu,Mg)=0.115mol 故沉淀的故沉淀的质量量为:4.6g+(0.115mol2)17g/mol=8.51g 4.6g+(0.115mol2)17g/mol=8.51g。19.4.4.某某单质能与能与浓硝酸反硝酸反应，若，若参加反参加反应的的单质与与硝酸硝酸的物的物质的量之比的量之比为1414，则该元素在反元素在反应中所中所显示的示的化合价可能是化合价可能是 （）A.+1 B.+2 C.+3 D.+4A.+1 B.+2 C.+3 D.+4 BDBD解析解析:浓硝酸硝酸NONO2 2若若为金属金属:金属的化合价金属的化合价 M M 被被还原的硝酸原的硝酸 未被未被还原的硝酸原的硝酸 NONO2 2 M(NOM(NO3 3)X X +1 1mol 1moL 1moL 12 +1 1mol 1moL 1moL 12 +2 1mol 2mol 2mol 14 +2 1mol 2mol 2mol 14 +3 1mol 3mol 3mol 16 +3 1mol 3mol 3mol 16若若为非金属非金属则为+4:+4:C+4HNO C+4HNO3 3(浓)=CO)=CO2 2+4NO+4NO2 2+2H+2H2 2O O20.