硝酸与金属反应的计算方法归纳；在高中化学学习过程中，硝酸与金属反应的计算是一个；一、从硝酸在反应中的作用――酸性和氧化性；参加反应的硝酸一部分显酸性，生成硝酸盐，另一部分；例1．把3.84g铜投入盛有一定量浓硝酸的试管中；nHNO3=2nCu+NOm；3.84g1.68g+64g/mol22.4L/；=0.195mol=2?；答案：0.195mol；例2．6
硝酸与金属反应的计算方法归纳
在高中化学学习过程中，硝酸与金属反应的计算是一个难点，也是高考的重要内容，更是学生出现错误率比较高的地方。但是只要我们掌握了反应的实质，搞清楚了原理，对这一类题，就可以做到游刃有余，轻松解答。以下从物质的量的计算、质量守恒、物料守恒、离子反应、氧化还原反应的实质相结合的角度加以归纳。
一、从硝酸在反应中的作用――酸性和氧化性
参加反应的硝酸一部分显酸性，生成硝酸盐，另一部分作氧化剂，一般转化为氮的氧化物(NO或NO2)，根据物料守恒――氮元素守恒解题。
例1．把3.84g铜投入盛有一定量浓硝酸的试管中，当在标准状况下收集到1.68L气体时，金属铜恰好全部消耗。求反应中硝酸的物质的量。(假设反应中只产生NO或NO 2)
解析：因为1 mol Cu参加反应生成Cu (NO3)2对应2 mol HNO3 显酸性，即Cu～2HNO3，其余的硝酸中的氮全转移到NO或NO2中，即HNO3～NOm，根据氮元素守恒法可得关系：
nHNO3=2nCu+NOm
3.84g1.68g +64g/mol22.4L/mol
答案：0.195mol。
例2．6.4g铜与过量的硝酸充分反应后，硝酸的还原产物有NO2、NO，反应后溶液中
－所含H+为nmol，此时溶液中所含NO3的物质的量(
A．0.28mol
B．0.31mol
C．(n＋0.2) mol
D． (n＋0.4) mol 解析：反应后溶液中溶质为Cu(NO3)2和HNO3，根据氮元素守恒法可得关系：
nNO-=2nC2u++HnN3O3=2Cnu++nH
=2?+n =(n+0.2)mol64
二、从氧化还原反应的规律――得失电子守恒
一般情况下：金属失去的电子被+5价的氮得到，转化为 NO 或 NO2 ，根据得失电子解题。
例3．将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO的NO2混合气体在标准况下的体积为11.2L。请回答：
(1)NO的体积为，NO2的体积为
L；(2)欲使铜与硝酸反应生成的气体在溶液中完全转化为 NaNO3 ，至少需要30%的双氧水g。
解析：nNOx=11.2L=0.5mol 22.4L/mol
设产生NO2的物质的量为x，则NO的物质的量为(0.5mol-x)。根据得失电子守恒，得下列方程：
x?1+(0.5mol-x)?3=22.64g?2， 64g/mol
解得：x＝0.24mol，
即：VNO2=0.24mol?22.4L/mol=5.4L
VNO=(0.5mol-x)?22.4L/mol
=(0.5mol-0.24mol)?22.4L/mol=5.8L。
从反应的始态和最终状态看，铜在反应中失去电子，双氧水在反应中得到电子，需30%的双氧水的质量为m据得失电子守恒有：
32.64m?30?2=?2 ， 6434
解得：m=57.8 g
答案：(1)5.4L，5.8L；(2)57.8g。
例4．将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体5.6L(标准状况)。所得气体的平均相对分子质量为
解析：随着反应的进行，硝酸浓度不断减小，故反应后阶段发生的是铜与稀硝酸的反应。
nNOm=5.6L=0.25mol，故消耗硝酸： 22.4L/mol
12.8g+0.25mol=0.65mol64g/molnHNO3=2nCu+nNOm
设产生NO2的物质的量为x，则NO的物质的量为(0.25mol-x)。
根据得失电子守恒，得下列方程：
x?1+(0.25mol-x)?3=2?
解得：x＝0.175mol 12.8g 64g/mol
M=0.175?46+0.075?30=41.2g/mol 0.25
故所得气体的平均相对分子质量为41.2。 答案：41.2
三、从离子反应角度――化学反应的本质
金属与硝酸反应的本质是金属与H+和NO3-共同作用
例5．某溶液100mL，其中含硫酸0.03mol，硝酸0.04mol，若在该溶液中投入1.92g铜粉微热，反应后放出一氧化氮气体约为(
A．0.02mol
B．0.01mol
C．0.015mol
D．无法计算
解析：n(Cu)＝
－1.92g=0.03mol， 64g/moln(NO3)＝0.04mol，
＋n(H)＝2n(H2SO4)＋n(HNO3)＝0.06mol＋0.04mol＝0. 1mol，
若根据3Cu＋8HNO3＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O来计算，生成Cu(NO3)2中有NO3-，溶液
中H+足量，故它们能与铜继续反应，这样计算起来很繁琐，也容易出错。离子方程式能反映出化学反应的本质特征，根据3Cu＋2NO3- ＋8H+＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O离子方程可看出Cu少量，Cu全部参与反应，故n(NO)＝0.02mol。
答案：选项A。
说明：若题目给出Cu 的物质的量为0.07mol，则铜有剩余，NO3-不足量，H+也有剩余，所以n(NO)＝0.04mol，即生成物是硫酸铜与一氧化氮。
例6．在100mL混合酸中，c(HNO3)=0.4mol?L-1， c(H2SO4)=0.2mol?L-1，向其中加入2.56g铜粉，微热，待充分反应后，溶液中Cu2+物质的量浓度为多少？
解析：若直接根据化学反应方程式Cu＋8HNO3＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O计算，则会判断出Cu过量，根据硝酸的量计算，从而得出c(Cu2+)＝0.15mol?L-错误的结果。因H2SO4
+提供的H也可参加反应，所以解此题的关键是要抓住反应的本质，根据3Cu＋2NO3-＋8H+＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O离子方程式解答。因为n(Cu)＝2.56g÷64 g?mol-1＝0.04mol，n(H+)=0.4mol?L-1×0.1L＋0.2mol?L-1×0.1L×2＝0.08mol，n(NO3-)＝0.4mol?L-1×0.1L=0.04mol，
根据离子反应方程式可判断H+不足，所以按n(H+)计算。即n(Cu2+)＝0.08mol ×3／8=0.03mol， c(Cu2+)＝0.03mol÷0.1L＝0.3 mol?L-1。
答案：0.3 mol?L-1。
说明：从离子方程式角度来解答此类题，能避繁就简，可避错误的解法。
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在100mL某混合液中，HNO3`H2SO4的物质的量浓度分别为0.4mol/L and
0.1mol/L,向该溶液中加入1.92g铜粉，加热，侍充分反应后，所得溶液中cu2+的物质的量浓度为多少？答案是0.225mol/L帮忙解释原因，谢谢思考
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浓硝酸？浓硫酸？稀硝酸？稀硫酸？
题上没说呀，要不怎么那么郁闷
高一默认0.4mol/l就当稀硝酸是3Cu~8H+，Cu过量，所以0.06/8*3=0.225mol，不过事实上很不合理。0.4mol/l的HNO3氧化应该都能生成N2，N2O，NH3了
6楼1.92g没有用上，说不定不像您说的那么简单
1.92g是用来证明铜过量了。。。
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关于硝酸与金属反应的计算金礼辉(江苏省东台市教育局教研室224200)硝酸与金属的反应是中学化学中重要的知识点，由此编制的有关计算题变化多端，其命题的思路广、隐蔽性强，解题的灵活性高，对于培养和发展学生的创造性思维能力有很大作用，倍受高考命题专家的重视，是一类值得研究的题型。探究该类题的命题规律，确立解题的基本策略，掌握常见的解题技巧是教学中提高学生思维能力的关键之一。一、抓住离子反应紧扣实质求解[例１]有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出其中的10mL加入足量的氯化钡溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9.32g沉淀，滤液跟4mol/L烧碱溶液反应，用去35mL时恰好中和。求⑴混合溶液中硫酸和硝酸的物质的量浓度；⑵另取10mL原混合溶液，加入2.56g铜共热，在标准状况下收集到多少毫升的气体。[解析]⑴n(H2SO4)＝n(BaSO4)＝＝0.040moln(H＋－3[H2SO4]＝＝4.0mol/L[HNO3]＝＝6.0mol/L⑵n(Cu)＝＝0.040moln(H＋3－由3Cu＋8H＋3－＋2O可知H＋3－V(NO)＝0.040mol××22.4L/mol×1000mL/L＝597mL[评注]该题第⑵问如果采用反应方程式3Cu＋8HNO3＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(0.0225mol0.060mol)来确定关系计算，就会判断出Cu过量，从而得出错误的计算结果。实质上Cu(NO3)2中的NO3－2SO4中的H＋二、巧用守恒规律寻找解题突破口[例２]为了测定某铜银合金的组成，将17.2g合金溶于50mL11.0mol/L的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体4.48L(标准状况)，并测得溶液的PH＝0。假设反应后溶液的体积仍为50mL。试计算⑴被还原的硝酸的物质的量；⑵合金中银的质量分数。[解析]⑴收集到的气体为NO2和NO，故n(HNO3)被还原＝n(气体)＝＝0.20mol⑵n(HNO3)反应＝11.0mol/L×0.050L－1mol/L×0.050＝0.50mol设合金中铜、银物质的量分别为x、y，则64g/mol·x＋108g/mol·y＝17.2g…………①又，产物Cu(NO3)2、AgNO3中含NO3－物质的量各为2x、y，据N守恒可得2x＋y＋0.20mol＝0.50mol……………………②解①②得y＝0.10mol，故W(Ag)＝×100%＝62.8%[评注]由于硝酸由浓变稀，其还原产物由NO2变为NO，所以该题涉及的反应有4个，即使按离子反应方程式来找关系式求解也很困难，上述解答中巧妙运用N的守恒来建立等式②，大大简化了解题过程。〖跟踪训练〗(MCE.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL(标准状况)，反应消耗的HNO3的物质的量可能为(不考虑有N2O4生成)。A.1.0×10－3molB.1.6×10－3molC.2.2×10－3molD.2.4×10－3mol[2、NO，反应后溶液中所含H＋3－A.0.28mol
B.0.31molC.(n＋0.2)mol
D.(n＋0.4)mol[解析]因反应后溶液中仅含有Cu2＋3－＋－n(NO3－2＋＋×2＋nmol＝(n＋0.2)mol，正确答案为(C)。[评注]虽然该题先求出参加反应的HNO3物质的量，再利用两个离子反应式建立关系也能得出结果，但是过程较繁。上述解答抓住反应后溶液中阴阳离子的电荷守恒作为解题的突破口，另辟蹊径，具有独到之处。需要提醒同学们注意的是，还有一种利用反应方程式两边离子电荷守恒的方法。〖跟踪训练〗76.8mg铜和适量浓硝酸反应，铜全部溶解后，如果NO3－－3＋A.2.2×10－3molB.3.2×10－3molC.4.4×10－3molD.4×10－3mol＋3－2＋2＋NO＋H2O由反应式两边电荷守恒可得答案为C)三、抓住终态分析，模糊中间过程[例４]一定量的铝铁合金与300mL2mol/L硝酸反应生成3.36LNO(标准状况)和三价铁盐、铝盐等，再向反应后的溶液中加入3mol/LNaOH溶液，使铝铁元素全部转化为沉淀，则所加NaOH溶液的体积是A.150mLB.200mLC.450mLD.无法计算[解析]当铝铁元素全部转化为沉淀时，溶液中仅含NaNO3，故n(NaOH)＝n(HNO3)总－n(NO)即V(NaOH)＝＝0.15L＝150mL，故选（A）。[评注]同样道理，该题与前述数题有共同的特点，涉及反应多，用常规思路解很困难，而上述解答仅抓住最终状态分析，对中间反应过程模糊处理，取得了出奇制胜的效果。需要注意的是，在实际教学中发现不少同学用这种解题思路解答时，还是错选了（C），究其原因是受到前述一些题目的影响，造成思维定势，没有注意到该题中溶液里的N并不守恒，有一部分已
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