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1、关于金属与硝酸反应的计算现在学习的是第1页，共19页1 1、原子守恒法、原子守恒法 Cu+4HNO3(浓浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O HNO3与金属反应时，一部分与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用以起酸的作用以NO3-的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质转化为还原产物，这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的的量等于反应消耗的HNO3物质的量。物质的量。n(n(反应的硝酸反应的硝酸)=n()=n(被还原的硝酸被还原的硝酸)+n()+n(未被还原的硝酸未被还原的硝酸)=n(=n(被反应的硝酸被反应的
2、硝酸)+2n(Cu)+2n(Cu2+2+)现在学习的是第2页，共19页例例.25.6mgCu.25.6mgCu跟含有跟含有1.4101.410-3-3 molmol的硝酸的硝酸恰好完全反恰好完全反应应,反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为 A A7.84 mL B7.84 mL B13.44 mL ()13.44 mL ()C C15.68 mL D15.68 mL D17.92 mL17.92 mLB B解析：解析：扩放数据扩放数据,简化计算简化计算n(Cu)=0.4mol,n(Cu)=0.4mol,生成生成0.4molCu(NO0.4molC
3、u(NO3 3)2 2,故生成故生成气体为气体为1.4mol-0.4mol2=0.6mol1.4mol-0.4mol2=0.6mol，气体体积为，气体体积为0.622.4=13.44L0.622.4=13.44L。现在学习的是第3页，共19页2 2、电子得失守恒法、电子得失守恒法 HNOHNO3 3与金属的反应属于氧化还原反应，与金属的反应属于氧化还原反应，HNOHNO3 3中中氮原子得电子的物质的量等于金属电子的物质的量。氮原子得电子的物质的量等于金属电子的物质的量。现在学习的是第4页，共19页例例.某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的
4、量之比为质的量之比为2:52:5，则，则HNOHNO3 3的还原产物是的还原产物是 （）A.NHA.NH4 4NONO3 3 B.NB.N2 2O C.NO D.NOO C.NO D.NO2 2ABAB解析解析:若二价金属若二价金属(M)(M)为为2mol,2mol,生成生成2molM(NO2molM(NO3 3)2 2,未被还原的未被还原的硝酸硝酸4mol,4mol,被还原的硝酸被还原的硝酸1mol,1mol,根据得失电子数相等根据得失电子数相等,HNO,HNO3 3中中N N元素被还原成元素被还原成+1+1价价,应为应为N N2 2O;NHO;NH4 4NONO3 3中中N N元素的平均化
5、合元素的平均化合价为价为+1+1价。答案价。答案ABAB。现在学习的是第5页，共19页 HNOHNO3 3过量时反应后溶液中（不考虑过量时反应后溶液中（不考虑OHOH-）则有：）则有：c c(NO(NO3 3-)=)=c c(H(H+)+)+ncnc(M(Mn n+)(M)(Mn n+代表金属离子代表金属离子)。3 3、电荷守恒法、电荷守恒法现在学习的是第6页，共19页例例.3.2 g铜与过量硝酸反应，硝酸被还原为铜与过量硝酸反应，硝酸被还原为NO2和和NO。反应后溶液中含。反应后溶液中含H+a mol,则此时溶液中含则此时溶液中含NO3-的物质的量为的物质的量为_mol。解析解析:反应后的溶
6、液中溶质是反应后的溶液中溶质是:Cu(NO:Cu(NO3 3)2 2和和HNOHNO3 3。n(NOn(NO3 3-)=2n(Cu)+n(H)=2n(Cu)+n(H+)=20.05+a=(0.1+a)mol)=20.05+a=(0.1+a)mol(a+0.1)(a+0.1)现在学习的是第7页，共19页4 4、利用离子方程式计算法、利用离子方程式计算法 金属与金属与H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3的混合酸反应时，由于硝酸盐中的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO NO 3 3-在在H H2 2SOSO4 4提供提供H H+的条件下能继续与金属反应，因此此的条件下能继续与金属反应，因此此类
7、题目应用离子方程式来计算，先作过量判断类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断,然后根据然后根据完全反应的金属或完全反应的金属或H H+或或NONO3 3-进行相关计算，且溶液中要符进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。合电荷守恒。现在学习的是第8页，共19页例例.1L.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为分别为0.1mol/L0.1mol/L和和0.4mol/L0.4mol/L。若向该混合液中加入足。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量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为 ()()A.2.4g B.3.2gA.2.4g B.3
8、.2g C.6.4g D.9.6g C.6.4g D.9.6g 解析解析:n(Hn(H+)=0.1+0.8=0.9(mol)=0.1+0.8=0.9(mol)n(NO n(NO3 3-)=0.1mol)=0.1mol 3Cu +8H 3Cu +8H+2NO+2NO3 3-=3Cu=3Cu2+2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O 3mol 8mol 2mol 3mol 8mol 2mol 0.9mol 0.1mol 0.9mol 0.1mol NO NO3 3-不足不足,溶解溶解n(Cu)=0.15mol;m(Cu)=9.6(g)n(Cu)=0.15mol;m(Cu)=9.6(g)B B现
9、在学习的是第9页，共19页1、金属与、金属与HNO3反应的计算反应的计算2、合金与、合金与HNO3反应的计算反应的计算5、金属与、金属与HNO3反应后，再加反应后，再加NaOH使金属离子使金属离子沉淀的计算沉淀的计算4、金属与、金属与HNO3反应，产生的气体又被反应，产生的气体又被O2氧化成氧化成HNO3的计算的计算3、金属与、金属与HNO3、H2SO4混酸反应的计算混酸反应的计算相关题型相关题型现在学习的是第10页，共19页1 1、金属与、金属与HNOHNO3 3反应的计算反应的计算例例.把把7.2g7.2g铁粉投入铁粉投入40mL40mL某某HNOHNO3 3溶液中溶液中,充分反应后剩余固
10、体充分反应后剩余固体1.6g,1.6g,产生产生NONO2 2和和NONO的混合气体的混合气体0.08mol0.08mol。若不考虑。若不考虑N N2 2O O4 4的存在的存在,则则原原HNOHNO3 3溶液的物质的量浓度为溶液的物质的量浓度为 ()()A.3.5mol/L B.4.5mol/L C.7.0mol/L D.9.0mol/L A.3.5mol/L B.4.5mol/L C.7.0mol/L D.9.0mol/L 3 3Fe+Fe+8 8HNOHNO3 3(稀稀)=3 3Fe(NOFe(NO3 3)2 2+2 2NO+NO+4 4H H2 2O O (Fe(Fe多多)Fe+Fe+
11、4 4HNOHNO3 3(稀稀)=Fe(NO=Fe(NO3 3)3 3+NO+NO+2 2H H2 2O O (Fe(Fe少少)解析：解析：铁剩余说明应按第一个方程式进行计算，反应所消耗的铁的物质铁剩余说明应按第一个方程式进行计算，反应所消耗的铁的物质的量为的量为0.1moln(n(反应的硝酸反应的硝酸)=n()=n(被还原的硝酸被还原的硝酸)+n()+n(未被还原的硝酸未被还原的硝酸)=n(=n(被反应的硝酸被反应的硝酸)+2n(Fe)+2n(Fe 2+2+)=0.08mol+0.2mol =0.28mol =0.08mol+0.2mol =0.28mol C C（HNO3HNO3）=0.2
12、8mol/0.4L=7.0mol/L=0.28mol/0.4L=7.0mol/L C C现在学习的是第11页，共19页2 2、合金与、合金与HNOHNO3 3反应的计算反应的计算(2009启东模拟启东模拟)某高三研究性学某高三研究性学习习小小组为组为了了测测定某定某铜银铜银合金的成分，将合金的成分，将30.0g该该合金溶于合金溶于80mL13.5mol/L的的浓浓HNO3中，待合金完全溶解中，待合金完全溶解后，收集到气体后，收集到气体6.72L(标标准状况准状况)，并，并测测得溶液得溶液的的c(H)1mol/L，假，假设设反反应应后溶液的体后溶液的体积积仍仍为为80mL，试计试计算：算：(1)
13、被被还还原的硝酸的物原的硝酸的物质质的量；的量；(2)合金中合金中银银的的质质量分数。量分数。现在学习的是第12页，共19页解析：解析：反应所产生的气体为反应所产生的气体为NONO和和NONO2 2的混合气体，的混合气体，n n（混）（混）=0.3mol=0.3mol，即被还原的硝的物质的量为，即被还原的硝的物质的量为0.3mol.0.3mol.已知已知n n(HNO(HNO3 3)剩剩0.08mol0.08mol、n n(HNO(HNO3 3)还还原原0.3mol0.3mol，得硝酸，得硝酸银银和硝酸和硝酸铜铜中所含中所含NONO3 3-的物的物质质的量的量为为0.7mol0.7mol，设设
14、合金所含合金所含铜铜的的物物质质的量的量为为x x，银银的物的物质质的量的量为为y y，根据得失，根据得失电电子守恒和氮子守恒和氮原子守恒，列方程原子守恒，列方程组组如下如下64x+108y=30.02x+y=0.7X=0.3Y=0.1进而求得合金中银的进而求得合金中银的质量分数为质量分数为36.0%36.0%现在学习的是第13页，共19页三、金属与三、金属与HNO3、H2SO4混酸反应的计算混酸反应的计算15.15.有一含有一含0.04molH0.04molH2 2SOSO4 4、0.04molHNO0.04molHNO3 3的混合稀溶液，加入的混合稀溶液，加入足量足量的铜粉，加热充分反应，
15、最终可产生气体的物质的量的铜粉，加热充分反应，最终可产生气体的物质的量是是 （）A.0.01 mol B.0.03 molA.0.01 mol B.0.03 molC.0.04 mol D.0.01-0.03 molC.0.04 mol D.0.01-0.03 mol解析解析:n(Hn(H+)=0.08+0.04=0.12(mol)=0.08+0.04=0.12(mol)n(NO n(NO3 3)=0.04mol)=0.04mol 3Cu +8H 3Cu +8H+2NO+2NO3 3+=Cu=Cu2+2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O 3mol 8mol 2mol 3mol 8mol
16、2mol 0.12mol 0.04mol 0.12mol 0.04mol H H+不足不足,n(NO)=0.12/4=0.03mol,n(NO)=0.12/4=0.03mol现在学习的是第14页，共19页 例例3 3 1.92 g1.92 g铜投入一定量浓铜投入一定量浓HNOHNO3 3中，铜完全中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672672气体（标准状况），将盛有此气体的气体（标准状况），将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的的2 2 ，恰好使气体完全溶于水中，则通入，恰好使气体完全溶于水中
17、，则通入2 2的体积（的体积（）A.504 A.504 B.336 B.336 C.224 C.224 D.168D.168B四、金属与四、金属与HNO3反应，产生的气体又被反应，产生的气体又被O2氧氧化成化成HNO3的计算的计算现在学习的是第15页，共19页解析：解析：反应过程为铜与硝酸反应失电子，硝酸得电子被还原为反应过程为铜与硝酸反应失电子，硝酸得电子被还原为NO、NO2，接着，接着NO、NO2与氧气和水反应重新生成与氧气和水反应重新生成硝酸，在生成硝酸的这个反应里硝酸，在生成硝酸的这个反应里NO、NO2失电子，失电子，氧气得电子，由电子守恒得铜在反应中失电子数等于氧气得电子，由电子守恒
18、得铜在反应中失电子数等于氧气得电子数。氧气得电子数。即即(1.92/64)*2=n(O2)*4求得求得n(O2)=0.015mol V(O2)=336ml现在学习的是第16页，共19页五、金属与五、金属与HNO3反应后，再加反应后，再加NaOH使金使金属离子沉淀的计算属离子沉淀的计算例例.(2000.(2000年上海市年上海市)铜和镁的合金铜和镁的合金4.6g4.6g完全完全溶于溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480 mL4480 mL的的NONO2 2气气体和体和336 mL336 mL的的N N2 2O O4 4气体（气体的体积已折算到标准状气体（气体
19、的体积已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为液，生成沉淀的质量为 ()()A.9.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04gA.9.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g现在学习的是第17页，共19页解析解析:沉淀的质量为金属沉淀的质量为金属CuCu、MgMg的质量加上的质量加上OHOH-的质量：的质量：由电子守恒知由电子守恒知:Cu:Cu、MgMg的物质的量之和为的物质的量之和为 n(Cu,Mg)2=4.48L/22.4L/mol+0.336L/22.4L/mol2n(Cu,Mg)2=4.48L/22.4L/mol+0.336L/22.4L/mol2 n(Cu,Mg)=0.115mol n(Cu,Mg)=0.115mol 故沉淀的质量为故沉淀的质量为:4.6g+(0.115mol2)17g/mol=8.51g 4.6g+(0.115mol2)17g/mol=8.51g。现在学习的是第18页，共19页感谢大家观看现在学习的是第19页，共19页