金屬和非金屬與硝酸的反應(yīng)計(jì)算

金屬和非金屬與硝酸的反應(yīng)計(jì)算吳志敏徐新?lián)P有關(guān)金屬和非金屬與硝酸的反應(yīng)計(jì)算一直是高考中的重點(diǎn)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)難點(diǎn)，但是只要你清楚原理，明確方法，就能輕松應(yīng)答。1.硝酸與金屬的反應(yīng)不生成H2，濃硝酸一般被還原成NO2，稀硝酸一般被還原成NO，極稀的硝酸可被還原成NH3，生成NH4NO3。足量金屬與一定量的濃硝酸反應(yīng)時(shí)，隨著硝酸濃度的降低，產(chǎn)物也發(fā)生改變，這時(shí)會(huì)有NO生成。2.硝酸與金屬反應(yīng)的過程中起兩個(gè)作用，一個(gè)是酸性作用，反應(yīng)后以硝酸鹽的形式存在；另一個(gè)作用，是氧化性作用，反應(yīng)后硝酸被還原成NO或NO2或NO和NO2的混合物；不管是何種產(chǎn)物，根據(jù)氮元素守恒，都有）3.硝酸與非金屬反應(yīng)時(shí)，硝酸只表現(xiàn)出氧化性。下面按產(chǎn)生氣體的種類的多少探究解這類題的方法。一、產(chǎn)生一種氣體例1某二價(jià)金屬單質(zhì)與某濃度的硝酸反應(yīng)，若參加反應(yīng)的單質(zhì)與硝酸的物質(zhì)的量之比為2：5，則硝酸的還原產(chǎn)物是（）AN2O3BNOCN2ODNH4NO3解析：根據(jù)選項(xiàng)將硝酸的還原產(chǎn)物分成氮?dú)饣虻难趸颪OX或者NH4NO3如果還原產(chǎn)物是NOX，單質(zhì)與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2︰1，根據(jù)得失電子守恒：2×2=1×（5-y）（y為氮元素的還原價(jià)態(tài)），解得y=1，C對(duì)。如果還原產(chǎn)物是NH4NO3，單質(zhì)與被還原硝酸的物質(zhì)的量之比為2︰0.5，還是根據(jù)得失電子守恒：2×2=0.5×（5-y）（y為氮元素的還原價(jià)態(tài)），解得y=-3.顯然D對(duì)。答案CD[反思]本題考查了硝酸還原產(chǎn)物的特點(diǎn)，核心是得失電子守恒規(guī)律的應(yīng)用。例2某單質(zhì)能跟濃硝酸反應(yīng)，若參加反應(yīng)的單質(zhì)與硝酸的物質(zhì)的量之比為1︰4，則該元素在反應(yīng)中所顯示的化合價(jià)可能是（）A+1B+2C解析：本題與例1的區(qū)別不大，細(xì)心的同學(xué)已經(jīng)看出來例2中單質(zhì)沒有限定，可能是金屬單質(zhì)也可能是非金屬單質(zhì)，應(yīng)分類討論。還是根據(jù)電子的得失守恒解題。假設(shè)該元素在反應(yīng)中所顯示的化合價(jià)為x。而且依題意濃硝酸參加反應(yīng)還原產(chǎn)物是NO2。如果是金屬，參加反應(yīng)的物質(zhì)的量是1mol，硝酸在反應(yīng)中既有氧化性，也有酸性，則被還原的硝酸的物質(zhì)的量是（4-x）mol，則有，解得。如果是非金屬，硝酸在反應(yīng)中只表現(xiàn)氧化性，于是，解得。答案BD例3有100mLHNO3和H2SO4的混合液體，c(HNO3)=0.4mol·L-1,c(H2SO4)=0.1mol·L-1,向該混合液中加入1.92gCu，加熱待充分反應(yīng)后，所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（）A.0.15mol·L-1B.0.225mol·L-1C.0.35mol·L-1D.0.45mol·L-1解析：，

金屬與硝酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是金屬與H+和NO3-共同作用.本題如果不從反應(yīng)的本質(zhì)考慮,很容易得出錯(cuò)誤的答案。銅不能與稀硫酸反應(yīng),但稀硫酸提供H+,鹽提供NO3-，構(gòu)成強(qiáng)氧化條件，能溶解銅并產(chǎn)生氣體。

3Cu+8H++2NO3-

===3Cu2++4H2O+2NO↑依題意，Cu、H+和NO3-的物質(zhì)的量分別是0.03mol、0.06mol、0.04mol,顯然要判斷過量,NO3-和Cu過量.按照H+的量代入離子方程式計(jì)算.答案B.[反思]本題必須按離子方程式計(jì)算.二、產(chǎn)生多種氣體例4將32g銅和一定量某濃度的硝酸反應(yīng)，當(dāng)銅完全溶解時(shí)，共收集到氣體的體積為11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。求：反應(yīng)中消耗硝酸的總物質(zhì)的量。解析：考慮到一定量的硝酸在與銅的反應(yīng)中，濃度會(huì)逐漸降低，因此該過程中可能發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)：本反應(yīng)中生成的11.2L氣體可能是NO、NO2中的一種或兩種。同學(xué)們可以按照一般方法通過設(shè)未知數(shù)列方程組解題，但是這種解法很費(fèi)時(shí)，不可取。這里我們介紹一種更方便的解法。氮元素守衡法HNO3與Cu反應(yīng)，一部分起酸的作用，生成Cu(NO3)2，Cu~Cu(NO3)2~2HNO3(做酸用的硝酸)另一部分是氧化劑，不管生成的11.2L氣體成分是什么，都是還原產(chǎn)物，并且氣體與作氧化劑的硝酸的物質(zhì)的量之比為1︰1，即NOX~HNO3(做氧化劑用的硝酸)所以反應(yīng)中消耗硝酸的總物質(zhì)的量是）=+=1.5mol[反思]常用的守恒法有得失電子守恒,也有元素守恒.還有一種終態(tài)分析法.下例中就詳細(xì)介紹這種方法.例514克銅、銀合金與一定量某濃度的硝酸溶液完全反應(yīng)，將放出的氣體與1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）O2混合通入水中，恰好全部被水吸收，求合金中銅的質(zhì)量。解析：這題我們還是能用得失電子守恒法，但是要從反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)考慮電子的得失，金屬在反應(yīng)中失去電子,氧氣在反應(yīng)中得電子,設(shè)合金中銅的物質(zhì)的量為xmol，銀的物質(zhì)的量為ymol,則:

解得，、，鏈接練習(xí)1含ng硝酸的稀溶液與mg鐵粉反應(yīng)，還原產(chǎn)物為NO.①若二者恰好完全反應(yīng)，則n︰m不可能是（A）A.2︰1B.3︰1C.4︰1D.9︰2②若n︰m＝15︰4，則被還原的硝酸質(zhì)量為（B）A.mgB.C.D.無法確定③若有被還原，則n︰m可能是（A）A.9︰1B.6︰1C.3︰1D.9︰22銅和鎂的合金ag，完全溶于濃硝酸。若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生bmol的NO2氣體和cmol的N2O4氣體。在反應(yīng)后的溶液中，加入足量的氫氧化鈉溶液，生成沉淀的質(zhì)量為（）A．（a＋46b＋92c）gB．（a＋17b＋34c）gC．（a＋34b＋68c）gD．不能確定3為了測(cè)定某銅銀合金的成分，將30.0g合金溶于80mL、13.5mol·L-1的濃硝酸中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），并測(cè)得溶液的c（H+）=1mol·L-1，假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80mL，試計(jì)算：合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。4將32.64g銅與一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，生成NO和NO2混合氣體，欲使Cu與HNO3反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部