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在一定温度下，某浓度的硝酸与金属锌反应生成NO2和NO的物质的量之比为1∶3，则要使1 mol金属锌完全反应，需要硝酸的物质的量为(&&& )A.2.8 mol&&&&&&&&&&&& B.2.6 mol&&&&&&&&&&&&& C.2.4 mol&&&&&&&&&&&& D.0.8 mol
解析：根据Zn到最后全部以Zn(NO3)2的形式存在且Zn失去的电子给了HNO3，HNO3被还原为NO2和NO，且由于电子守恒，设n(NO2)=x，n(NO)=3x，有x+3x·3=1 mol×2，得x=0.2，即n(NO2)+n(NO)=0.8 mol，所以消耗的n(HNO3)=0.8 mol+1 mol×2=2.8 mol。答案：A
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金属与非金属
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你可能喜欢金属和硝酸反应的分类题型；一、知识要点：；硝酸是一种很强的氧化剂，不论稀、浓硝酸都有氧化性；⒈一般情况下，在金属活动顺序表中排在氢以后的金属；⒉常温时，铝、铁遇冷的浓硝酸产生钝化现象，而稀硝；如：铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：Fe+6H；铁过量时再与Fe3+反应生成Fe2+，NO气体是；Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2；设n(Fe):N(
金属和硝酸反应的分类题型
一、知识要点：
硝酸是一种很强的氧化剂，不论稀、浓硝酸都有氧化性。硝酸越浓氧化性越强。同浓度的硝酸温度越高氧化性越强。硝酸浓度不同，氧化能力不同。硝酸能氧化除Pt、Au之外的绝大多数金属，当硝酸与金属反应时条件不同，硝酸的还原产物不同。具体如下：
⒈一般情况下，在金属活动顺序表中排在氢以后的金属与硝酸反应时，浓硝酸剧烈反应，生成硝酸盐和NO2，与稀硝酸反应常需加热，生成硝酸盐和NO，在反应中硝酸均既表现氧化性又表现酸性。
⒉常温时，铝、铁遇冷的浓硝酸产生钝化现象，而稀硝酸则可与它们反应。若加热，解除钝化则发生反应。
如：铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：Fe+6HNO3(浓)＝ Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O (注意：铁与硝酸反应时，无论硝酸是否过量，开始时总是把Fe氧化成Fe3+)
铁过量时再与Fe3+反应生成Fe2+，NO气体是铁与硝酸反应生成Fe3+产生的。
Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O??①
3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O??②
设n(Fe):N(HNO3)=a，则
a≤1/4时，按①进行；a≥3/8时，按②进行；1/4≤a≤3/8时，两者都有。
如：５Fe＋１６HNO3=2Fe(NO3)3+3Fe(NO3)2 +4NO↑+2H2O
比例关系：４HNO3～NO
②可认为是①反应后Fe过量。Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2
⒊当硝酸与金属活动顺序表中排在氢以前的金属如镁、锌铁等反应时，由于金属的强还原性，还原产物较为复杂。除可生成NO2或NO外，在更稀硝酸中还可产生N2O、N2、NH3等。 一般情况下，对于同一种还原剂来说，硝酸越稀则还原产物中氮元素的价态越低。浓硝酸被还原的主要产物是NO2，稀硝酸被还原的产物主要是NO；再如较稀的硝酸还原产物主要是N2O，而更稀的硝酸则被还原成NH3（NH3与HNO3反应生成NH4NO3）。当然，硝酸与金属发生的氧化还原反应比较复杂，这里对硝酸的还原产物也只是粗略地划分，并没有很明显的界限。
二、常见分类题型：
⒈概念型：
下列关于硝酸的叙述正确的是（ C）
A．稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸
B．铜与浓硝酸和稀硝酸都能反应生成二氧化氮
C．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂
D．稀硝酸与活泼金属反应放出氢气，而浓硝酸则使金属钝化
变式㈠：用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是 (D )
A．测定密度
B．放入硝酸中
C．放入盐酸中
D．观察外观
变式㈡：欲迅速除去水壶底部的水垢，又不损坏铝壶，最好的方法是用（ D
C．冷的浓硫酸
D．冷的浓硝酸
变式㈢：将铜粉放入稀硫酸中，加热无明显现象发生；但加入某盐后,发现铜粉质量逐渐减少，同时有气体产生，则该盐可能是(C
变式㈣：等质量的铜分别与足量浓硫酸、稀硝酸充分反应，下列说法正确的是（BD）
A．被还原的酸的物质的量相等
B．被氧化的铜的物质的量相等
C．提供H+的酸的物质的量相等
D．转移电子的物质的量相等
变式㈤：相同质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸完全反应（硝酸的还原产物分别是NO2
和NO），在相同条件下用排水法收集反应产生的气体。下列叙述正确的是（D）
A．硝酸浓度越小，氧化性越强 B．硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少
C．硝酸浓度越大，产生的气体越少
D．两者用排水法收集到的气体体积相等
变式㈥：将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应，下列叙述正确的是（B）
A．反应速率：两者相同
B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D．反应中转移的电子总数：前者多，后者
变式㈦：用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：
用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：
(1)铜跟浓硝酸反应；
(2)铜跟稀硝酸反应；
(3)铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。
以下叙述中正确的是（AD）
A．三种途径所消耗的铜的物质的量相等
B．三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等
C．所消耗的铜的物质的量是：途径(3)&途径(1)&途径(2)
D．所消耗的硝酸的物质的量是：途径(1)&途径(2)&途径(3)
⒉计算型：
例1、1.92gCu与一定量的浓硝酸作用，当收集到1.12LNO和NO2标况下的气体时，Cu全
部反应完，则反应中消耗的硝酸为
mol，被还原的硝酸为
mol，转移的电子为
mol。(0.11、0.05、0.06)
变式㈠：13g锌与硝酸溶液反应，共消耗了31.5g硝酸，硝酸的还原产物是（A）
A．NH4NO3或N2O
B．只有N2O
变式㈡：⑴mg铁屑与含有ngHNO3的硝酸溶液恰 好完全反应，若m:n=1:2.7，该反应的化
学方程式为
（假设还原产物只有一种，且只生成一种盐） ⑵含ngHNO3稀硝酸溶液恰好使5.6g铁粉完全溶解，若有n/4gHNO3被还原成NO（无其
它产物）则n的范围为
⑶某条件下锌和硝酸反应时的物质的量之比为2：5，此时硝酸的还原产物是
答案：⑴5Fe + 12HNO3 = 5Fe(NO3)2 + N2↑ + 6H2O
⑵16.8≤n≤25.2
⑶N2O或NH4NO3
变式㈢：14g铁粉全部溶于某稀硝酸中，恰好反应，放出NO气体后得到溶液1L。称量所
得溶液，发现比原硝酸溶液增重8克。则原溶液中硝酸的浓度为（ C ）
A．0.4 mol/L
B．0.6 mol/L
C．0.8 mol/L
D．1.0mol/L
变式㈣：一定量铜在某浓硝酸溶液中完全溶解。已知参加反应的30gHNO3中被还原的HNO3 质量为 13 g，则生成的NO和NO2的体积比为( 同温同压下测定)（C）
变式㈤：mg铜与一定浓度的硝酸完全反应放出V1L气体，将所得气体通过足量水后收集到
V2L气体，欲使V2L气体完全转化为硝酸，所需氧气的物质的量为（气体体积均在标准状
况下测定，且不考有N2O4的生成）（ BC）
A．V1／89.6mol
B．V2/89.6mol
C．m/128mol
D．无法确定
变式㈥：Cu与1mol?L-1的硝酸反应，如果NO3-浓度下降0.2mol?L-1,则溶液中c（H+）
A．0.2mol?L-1
B.0.4mol?L-1
C.0.6mol?L-1
D.0.8mol?L-1
变式㈦：6.4g铜和过量的硝酸充分反应，硝酸的还原产物有NO、NO2，反应后溶液中所含H+为nmol,此时，溶液中所含NO3-的物质的量为
C.(n+0.2)mol
D.(n+0.4)mol
②始终态法
始终态的运用使许多复杂问题简单化，在化学计算中具有非常重要的地位。
从反应态和最终状态看。
例：Mg、Cu合金6.4g完全溶于浓硝酸中，若反应中硝酸被还原，只产生4480mLNO2和336mLN2O4，反应后的溶液中加足量的NaOH溶液，生成的沉淀的质量为 8.51 g。
解析：反应中铜镁合金失去电子，最终转化为Cu(OH)2和Mg(OH)2沉淀，比较始态和终态，固体增加的质量为OH―的质量，而OH―的物质的量等于转移的电子的物质的量，再根据气体计算转移的电子的物质的量。
变式㈠：一定量的Fe和Fe2O3的混合物投入250mL浓度为2mol/L的硝酸溶液，反应完成后，生成1.12L NO（标准情况下）。在向反应后的溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入的NaOH溶液的体积最少是（A）
D．不能确定
变式㈡1.92gCu投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体的颜色越来越浅，共收集到672mL的气体（标况）。将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为（C）mL
硝酸与铁反应，随用量的不同，产物可能是Fe(NO3)2或Fe(NO3)3，这时可用极限法解。如果产生的气体产物不单一，可能也要用极限法解。
例：把22.4g铁完全溶解于某浓度的硝酸中，反应和集到0.3molNO2和0.2molNO。下列说法正确的是（D）
A．反应后生成的盐只有Fe(NO3)3
B．反应生成的盐只有Fe(NO3)2
C．产物中Fe(NO3)3 和Fe(NO3)2的物质的量之比为3：1
D．产物中Fe(NO3)3 和Fe(NO3)2的物质的量之比为1：3
变式0.03molCu完全溶于硝酸，产生的氮的氧化物NO、NO2、N2O4混合气体共0.05mol，该混合气体的平均相对分子质量可能是（BC）
解析：假设0.05mol气体全部是NO则转移0.15mol电子；假设0.05mol气体全部是NO2则转移0.05mol电子；假设0.05mol气体全部是N2O4则转移0.10mol电子。而实际0.03molCu在反应中转移0.06mol电子，因为0.06介于0.05和0.15之间、0.05和0.10之间；所以用极限法判断极盛可能有两种极限。
⑴气体为NO2和NO的混合气体，经计算平均相对分子质量为44.4
⑵气体为NO2和N2O4的混合气体，经计算平均相对分子质量为55.2
例锌与硝酸反应，若有1mol硝酸参加反应，就有0.8mol电子发生转移，此时硝酸的还原产物中氮元素的化合价为
变式㈠：某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2：1时，还原产物是
变式㈡：3.25g 某金属单质跟过量稀硝酸反应时，示观察到有气体放出，但测知生成物中有NH4NO3.当向反应后的溶液中加入过量热的烧碱溶液时，有气体放出，其体积为280mL(标
⑴如用R表示该金属，写出R与硝酸反应的化学方程式。
⑵R是哪种金属？（写出推断过程）
解：⑴设R在反应中显+n价，则反应式为：8R + 10nHNO3 ＝8R(NO3)n + nNH4NO3 + 3nH2O ⑵n(NH3)=0.0125mol
8R ～ nNH4NO3 ～ nNH3
讨论：n=2时，锌符合。
⑤关系式法
例：硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料。19.2g纯铜粉理论上可制得纯净硝酸铜晶体的质量为（BD）g
⒊陷阱型：
例：1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L 和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉。则最多能溶解铜粉的质量为（D）g
变式㈠：有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3物质的量浓度分别为4mol/L和2 mol/L，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标况下的气体多少升？（0.672L）
变式㈡：铁铜 混合物加入不足量的硝酸，反应，剩余金属m1g，再向其中加入一定量稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2g，则m1与m2的关系是（A）
C．m1可能等于m2
D．m1可能大于m2
变式㈢：在100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol/L 和0.1mol/L，现向该混合液中加入1.92g铜粉，经加热充分反应后，所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度(mol/L)是多少？（0.225）
⒋图像型：
例：铜和硝酸反应的物质的量关系如图所示，纵坐标表示消耗铜的物质的量，横坐标表示消耗硝酸的物质的量，坐标图中各条线表示下列反应
A、铜和浓硝酸 B、铜和稀硝酸 C、铜和被还原的浓硝酸D、铜和被还原的稀硝酸
⑴Q表示反应 D
；⑵P表示反应 C
⑶S表示反应 B
； ⑷T表示反应 A
变式：实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素
的化合价越低。某同学取一定
量的铝铁合金与一定量的很稀
的硝酸充分反应，反应过程中，
无气体放出。在反应结束后的
溶液中，逐滴加入4mol?L-1的
氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠
溶液体积（mL）与产生的沉淀
的物质的量（mol）的关系如下
图所示。：
试回答下列问题：
⑴图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生的离子方程式为：_______________。
⑵在DE段没有沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为：
。上述现象说明溶液中
结合OH―的能力比
强（填离子符号）。
⑶B与A的差值
⑷B点对应的沉淀量为
mol，C点对应的溶液体积为
⒌实验型：
例：烧瓶中放入铜片与稀硝酸，用酒精灯加热来制取较为纯净的NO（即不含NO2），反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体，这时的操应为（D）
A．立即接上收集容器，用向上排空气法收集
B．待烧瓶中红棕色消失后，用向上排空气法收集
C．待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集
D．立即用排水法收集
变式㈠：向浅绿色的Fe(NO3)2 溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的
颜色变化应该是（C）
A．颜色变浅
B．逐渐加深
C．没有改变
D．变为棕黄色
变式㈡：在盛稀硫酸的试管中，加入一小块铜片后，观察不到明显现象。然后再加入适量硝酸钾晶体并微热，可观察到的现象是①
写出反应的离子方程式
答案：①铜片逐渐溶解，②溶液变为蓝色，③产生无色气体且该气体在试管上部变为红棕色 3Cu + 2NO3― + 8H+ ＝3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
变式㈢：欲用浓硝酸法（测定反应后生成气体的量）测定某铜银合金中铜的质量分数，但资料表明：①反应中除生成NO2气体外还会有少量的NO生成；②常温下NO2和N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在。为完成测定并验证有NO生成，有人设计如下实验装置。
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