第二節氮及其化合物

第5課時

硝酸的相關計算一、原子守恒法二、電子得失守恒法五、金屬與酸再與堿反應三、電荷守恒法四、金屬與HNO3、H2SO4混酸反應的計算金屬與硝酸反應相關計算的常見方法一、金屬與硝酸反應的一般規律

(1)硝酸具有強氧化性，與金屬反應時不生成H2。一般情況下，濃HNO3NO2，稀HNO3NO。

(2)足量金屬與一定量濃硝酸反應時，隨著硝酸濃度的降低，還原產物也隨之改變，一般最終得到的是NO2和NO的混合氣體。

(3)金屬與硝酸反應后的溶液中含有表現酸性的NO3-,NO3-在酸性條件下也具有強氧化性。當金屬過量時，向溶液中加人非氧化性酸，金屬將繼續被氧化，并生成氮氧化物。（1）原子守恒法

Cu+4HNO3(濃)

=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OHNO3與金屬反應時，一部分HNO3起酸的作用以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉化為還原產物，這兩部分中氮原子的總物質的量等于反應消耗的HNO3物質的量。n(反應的硝酸)=n(被還原的硝酸)+n(未被還原的硝酸)=n(氮的氧化物)+2n(Cu2+)二、金屬與硝酸反應相關計算的常見方法1.25.6mgCu跟含有1.4×10-3mol的硝酸恰好完全反應,反應完畢后收集到的氣體在標準狀況下的體積為A．7.84mLB．13.44mLC．15.68mLD．17.92mL應用體驗12.

將3.84gCu和一定量的濃HNO3反應，當Cu反應完全時，共收集到氣體2.24LNO2和NO(標準狀況，不考慮NO2轉化為N2O4)，則反應中消耗HNO3的物質的量為A.0.1mol

B.0.24mol

C.0.16mol

D.0.22mol√√3.3.2g銅與過量硝酸(8mol·L－1、30mL)充分反應，硝酸的還原產物為二氧化氮和一氧化氮，反應后溶液中含amol氫離子，則此時溶液中所含硝酸根離子的物質的量為（

）A．(0.2＋a)mol B．(0.1＋a)molC．(0.05＋a)mol D．amol應用體驗1√（2）電子得失守恒法HNO3與金屬的反應屬于氧化還原反應,HNO3中氮原子得電子的物質的量=金屬失電子的物質的量。1.物質的量之比為2:5的鋅與HNO3反應，若硝酸被還原的產物為N2O，反應結束后鋅無剩余，則反應中被還原的HNO3與未被還原的HNO3的物質的量之比為

A.1:5

B.1:4

C.2:3

D.2:5應用體驗2√二、金屬與硝酸反應相關計算的常見方法2.銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO、N2O4、NO2的混合氣體，這些氣體與5.6LO2（標準狀況）混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸．則消耗銅的質量為A．16g B．32g C．64g D．無法計算應用體驗23.1.92g銅投入一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，生成的氣體顏色越來越淺，共收集到標準狀況下的氣體672mL，將盛有該氣體的容器倒扣在水中，通入標準狀況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水中，則通入氧氣的體積是A．168mL B．224mL C．504mL D．336mL√√4．把22.4g鐵粉完全溶解于某濃度的硝酸中，如反應只收集到0.3molNO2和0.2molNO，下列說法正確的是A．反應后生成的鹽只為Fe(NO3)3B．反應后生成的鹽只為Fe(NO3)2C．反應后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質的量之比為1∶3D．反應后生成的鹽為Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物質的量之比為3∶1應用體驗2√①若HNO3不過量，陽離子只有Cu2+陰離子只有NO3-，則c(NO3-)=nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。②HNO3過量時反應后溶液中（不考慮OH-）則c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。(3)電荷守恒法1.6.4g銅與過量硝酸反應，硝酸被還原為NO2和NO。反應后溶液中含H+amol,則此時溶液中含NO3-的物質的量為__________mol。(a+0.2)應用體驗3一題多解，也可以用原子守恒——思路與應用體驗1第3題相同二、金屬與硝酸反應相關計算的常見方法

金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應時，由于硝酸鹽中NO3-在H2SO4提供H+的條件下能繼續與金屬反應，因此此類題目應用離子方程式來計算。方法：（1）先作過量判斷；（2）然后根據完全反應的金屬或H+或NO3-進行相關計算；（3）溶液中要符合電荷守恒。(4)利用離子方程式計算法1.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物質的量濃度分別為0.1mol/L和0.4mol/L。若向該混合液中加入足量的銅粉，則最多能溶解銅粉的質量為A.2.4g

B.3.2g

C.6.4g

應用體驗4√二、金屬與硝酸反應相關計算的常見方法2.某100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物質的量濃度分別是0.4mol·L-1和0.1mol·L-1，向該混合液中加入1.92g銅粉，加熱，待充分反應后，所得溶液中Cu2+的物質的量濃度(忽略體積變化)為A.0.15mol·L-1 B.0.225mol·L-1C.0.35mol·L-1 D.0.45mol·L-1應用體驗43.

有一瓶稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3的物質的量濃度分別為4mol/L和2mol/L，取10mL此混合酸，向其中加入過量的鐵粉，待反應結束后，可產生標準狀況下的氣體體積為(生成的氣體全部為NO)A．0.448L B．0.672L C．0.896L D．0.224L√√4.(2023·山西運城高一檢測)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解19.2g銅(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示。下列分析或結果不正確的是A.原混合酸中H2SO4物質的量為0.4molB.AB段發生的離子反應為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋C.混合酸中HNO3物質的量濃度為2mol·L－1D.第二份溶液中最終溶質為FeSO4應用體驗4√金屬與HNO3反應后，再加NaOH使金屬離子完全沉淀，再計算沉淀的質量。方法：轉移的電子的物質的量=消耗的OH－物質的量。(5)金屬與酸再與堿反應1.將11.9g由Mg、Al、Fe組成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金質量減少了2.7g。另取等質量的合金溶于過量稀硝酸中，生成了6.72LNO(標準狀況下)，向反應后的溶液中加入適量NaOH溶液恰好使Mg2+、Al3+、Fe3+完全轉化為沉淀，則沉淀的質量為A．22.1gB．27.2gC．30gD．無法計算應用體驗5√二、金屬與硝酸反應相關計算的常見方法2.銅鎂合金4.6g完全溶于濃硝酸中，若反應中硝酸被還原，只產生4480mLNO2

氣體和336mLN2O4氣體(標準狀況下)，反應后的溶液中加足量NaOH溶液，生成沉淀的質量為________g應用體驗53.1.52g銅鎂合金完全溶解于50mL密度為1.40g/mL、質量分數為63%的濃硝酸中，得到NO2和N2O4的混合氣體N2O4的混合氣體1120mL（標準狀況）。向反應后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液，當金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀。下列說法不正確的是A．該合金中銅與鎂的物質的量之比是2：lB．該濃硝酸中HNO3的物質的量濃度是14.0mol/LC．得到2.54g沉淀時，加入NaOH溶液的體積是600mLD．NO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分數是80%√8.512.56g銅粉與10mL濃硝酸反應，當銅粉完全反應時收集到氣體0.896L(標準狀況)