硝酸與金屬反應(yīng)計(jì)算題的解題思路和計(jì)算方法

1、硝酸與金屬反應(yīng)計(jì)算題的解題思路和計(jì)算方法硝酸與金屬反應(yīng)是有關(guān)硝酸計(jì)算的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)掌握起來(lái)很困難，學(xué)生經(jīng)常是無(wú)從著手，下面我把它整理出來(lái)和大家共享一、整體思路硝酸與金屬反應(yīng)過(guò)程中硝酸有兩個(gè)作用：一是酸的作用，一是氧化劑的作用(2)計(jì)算方法原子守恒法HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3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HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。電子守恒法HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3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。離子方程式計(jì)算法金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由

2、于硝酸鹽中NO在H2SO4提供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(lái)計(jì)算，先作過(guò)量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒。例1. 在一定溫度下,某濃度的硝酸與金屬鋅反應(yīng)生成和NO,兩者的物質(zhì)的量之比為,則要使金屬鋅完全反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中消耗此硝酸的物質(zhì)的量為(    )A. 2.4 mol B. 2.6 mol C. 2.8 mol D. 3.2 mol答案詳解C解:Zn和硝酸反應(yīng)生成硝酸鋅和氮氧化物,氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子

3、守恒,和NO的物質(zhì)的量之比為,設(shè)和NO的物質(zhì)的量分別是xmol、,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得:,則和NO的物質(zhì)的量分別是、,根據(jù)N、Zn原子守恒得消耗,所以C選項(xiàng)是正確的.例2.一定量的CuS和的混合物投入足量的中,收集到氣體V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后的溶液中(存在和加入足量NaOH,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,過(guò)濾,洗滌,灼燒,得到CuO ,若上述氣體為NO和的混合物,且體積比為,則V可能為( )A. 9.0 L B. 13.5 L C. 15.7 L D. 16.8 L答案詳解A解:若混合物全是CuS

4、,其物質(zhì)的量,轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量和的體積相等,設(shè)NO的物質(zhì)的量為x、的物質(zhì)的量為x,則,計(jì)算得出,故氣體體積;若混合物全是,其物質(zhì)的量,轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量,設(shè)NO為xmol、為xmol,計(jì)算得,氣體體積,所以A選項(xiàng)是正確的.例3.足量銅溶于一定量濃硝酸，產(chǎn)生NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體若與1.12LO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合后通入水中，氣體被水完全吸收若向原所得溶液中加入5molL-1H2SO4溶液100mL，則繼續(xù)溶解的Cu的質(zhì)量為（）A. 6.4g B. 9.6g C. 19.2g D. 24g答案詳解C4、某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中 

5、; ,取 該混合酸,則能溶解銅的最大質(zhì)量為(    )A 12.8 g B 19.2 g C 32.0 g D 38.4 g答案解:反應(yīng)的離子方程式為:,要使溶解銅的質(zhì)量最大,則氫離子和硝酸根濃度滿足化學(xué)計(jì)量數(shù),硝酸全部起氧化劑作用, 設(shè)硫酸濃度為x,則硝酸濃度為:,溶液中氫離子濃度共:, 則, 計(jì)算得出:, 則硝酸濃度為:,硝酸得物質(zhì)的量為:,         m&

6、#160;          則能溶解銅的最大質(zhì)量為:, 所以B選項(xiàng)是正確的.解析反應(yīng)的離子方程式為,要使溶解銅的質(zhì)量最大,則氫離子和硝酸根濃度滿足化學(xué)計(jì)量數(shù)即,硝酸全部起氧化劑作用,設(shè)硫酸濃度為x,則硝酸濃度為:,溶液中氫離子濃度共:,則,計(jì)算得出,硝酸濃度為,根據(jù)方程式可計(jì)算溶解銅的質(zhì)量.5、一定量的濃硝酸與足量銅完全反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、NO的混合氣體2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），這些氣體與一定體積O2（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

7、中加入4mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是50mL，下列說(shuō)法正確的是（）A.參加反應(yīng)的硝酸是0.4molB.消耗氧氣的體積為1.68LC.混合氣體中含NO21.12LD.此反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移的電子為0.3mol答案詳解此題答案為：C。解：標(biāo)況下2.24L混合氣體的物質(zhì)的量為：=0.1mol；50mL4mol/L的氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：4mol/L×0.05L=0.2mol，A.銅離子恰好沉淀時(shí)，反應(yīng)后的溶質(zhì)為硝酸鈉，根據(jù)鈉離子守恒可知硝酸鈉中硝酸根離子的物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)氮原子守恒可得硝酸的物質(zhì)的量為：0.1mo

8、l+0.2mol=0.3mol，故A錯(cuò)誤；B.生成氫氧化銅的物質(zhì)的量為：0.2mol×=0.1mol，反應(yīng)消耗的銅的物質(zhì)的量為0.1mol，0.1mol銅完全反應(yīng)失去0.2mol電子，根據(jù)電子守恒，氧氣得到的電子與銅失去的電子一定相等，則消耗氧氣的物質(zhì)的量為：=0.05mol，消耗標(biāo)況下氧氣的體積為：22.4L/mol×0.05mol=1.12L，故B錯(cuò)誤；C.設(shè)NO的物質(zhì)的量為x、二氧化氮的物質(zhì)的量為y，則x+y=0.1mol，根據(jù)電子守恒可得：3x+y=0.2mol，解得：x=0.05mol、y=0.05mol，所以混合氣體中二氧化氮的體積為1.12L，故C正確；D.根

9、據(jù)B的分析可知，反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子為0.2mol，故D錯(cuò)誤；故選C。解析:【隱含條件提示】標(biāo)況下2.24L混合氣體的物質(zhì)的量為：=0.1mol；50mL4mol/L的氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：4mol/L×0.05L=0.2mol；【解題方法提示】銅離子恰好沉淀時(shí)，反應(yīng)后的溶質(zhì)為硝酸鈉，根據(jù)鈉離子守恒可知硝酸鈉中硝酸根離子的物質(zhì)的量為0.2mol，再根據(jù)氮原子守恒可得硝酸的物質(zhì)的量；生成氫氧化銅的物質(zhì)的量為：0.2mol×=0.1mol，反應(yīng)消耗的銅的物質(zhì)的量為0.1mol，0.1mol銅完全反應(yīng)失去0.2mol電子，根據(jù)電子守恒，氧氣得到的電子與銅失去的電子一定相等

10、，根據(jù)電子守恒計(jì)算出消耗氧氣物質(zhì)的量，再計(jì)算出其體積；設(shè)NO的物質(zhì)的量為x、二氧化氮的物質(zhì)的量為y，分別根據(jù)總體積、電子守恒列式計(jì)算；根據(jù)B的分析可知反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量。6.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解。向另一份中逐漸加入鐵粉，產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示(已知硝酸只被還原為氣體)。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是（  ）。A: 原混合酸中的物質(zhì)的量為B: OA段產(chǎn)生的是，AB段的反應(yīng)為，BC段產(chǎn)生氫氣C: 第二份溶液中最終溶質(zhì)為D: 濃度為答案詳解A解析:由圖可知，鐵過(guò)量，所以O(shè)A段：，AB：，BC：。A項(xiàng)，