突破05 硝酸与金属反应的有关计算-【尖子生系列】2022-2023学年高一化学同步重难点专项突破（人教版2019必修第二册）

人教版必修第二册 新 第五章化工生产中的重要到非金属元素 重难点专题突破05 硝酸与金属反应的相关计算 新教材舒 1.硝酸与金属反应计算的思维模型 两个 N原子守恒 体现 金属 酸性 M(NO3) 守恒 得失电子守恒 参加反应 一个 起酸性作用的HNO3的 体现 氧化性 NO,NO2等 关系 物质的量等于生成的硝 HNO3 酸盐中NO的物质的量 未参加 反应 全部电离，可以 参加其他反应 一个 利用离子方程式快速找 技巧 出各种量的相互关系 新教材副 2.计算技巧 金属失去电子的物质的量等于硝酸中氮 得失电 原子得到电子的物质的量，即n×Mt) 子守恒 (NO2)+3kNO)+2N2O4)+… 反应后的溶液中金属离子M+和H什所带 电荷 正电荷的总物质的量等于O5所带负电 守恒 荷的总物质的量，即NO5)=H十)十n XM叶) 新教材霸 反应前硝酸中氮原子的总物质的量等于 原子 反应后生成的O,和NO5中氮原子的总 守恒 物质的量，即般料(HNO3)=NOz)十 HF)+nX n(Mm) 当金属与H2SO4、HNO6的混合液[或 离子方 H2SO4、M(NO3)n]反应时，一般根据离子 程式计 方程式来计算，先做过量判断，然后根据 算法 适量物质进行计算 新教材新 ①原子守恒法 NO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用以NO3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 中氮原子的总物质的量等于反应消耗的NO3物质的量。 Cu+4HN03(浓)=Cu(N03)2+2N02↑+2H20 n(反应的硝酸)=n(被还原的硝酸)+n(未被还原的硝酸) =n(被反应的硝酸)+2n(Cu2+) 新教材舒 例1、38.4克的Cu与适量的浓HNO3反应，铜全部溶解，共收集到22.4L气体，则反 应消耗HNO3的物质的量为 n(反应的硝酸)=n(被还原的硝酸)+n(未被还原的硝酸) n(被反应的硝酸)+2n(Cu2+) =22.4L/22.4L/mo1+2×38.4g/64g/mol =2.2mo1 新教材舒 例2.25.6mgCu跟含有1.4×103mo1的硝酸恰好完全反应，反应完毕后收集到的 气体在标准状况下的体积为( A.7.84mL B.13.44mL B C.15.68ml D.17.92m 解析：扩放数据，简化计算 n(Cu）=0.4mo1,生成0.4mo1Cu(N03)2,故生成 气体为1.4mo1-0.4mo1×2=0.6mo1,气体体积为 0.6×22.4=13.44L。 新教材新 ②电子得失守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应，HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金 属电子的物质的量。 例3.某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质的量之比为2：5，则N03 的还原产物是( A.NH NO3 B.N20 C.NO D.N02 AB 解析：若二价金属(M)为2mo1,生成2mo1M(NO3)2,未被还原的硝酸4mo1,被还 原的硝酸1mo1,根据得失电子数相等，HNO3中N元素被还原成+1价，应为 N20;NHNO3中N元素的平均化合价为+1价。答案AB。 新教材新高 练1.物质的量之比为2：5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N20, 反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸 的物质的量之比是( A.1:4 B.1:5 C2:3 D.2:5 解析 设2 mol Zn参与反应，因Zn无剩余，则最终生成了2 mol Zn(NO)2,显 然含有4 mol NO5,这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3;HNO3→N2O过 程中N元素的化合价+5价→+1价，根据得失电子守恒有：2X(亿n)= nHNO3)×4,则n(HNO3)=1mol,即有1 mol HNO3被还原。 答案A 新教材舒 练2、1.92gCu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672L的气体（标准状况下），将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状 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( )mL A.168 B.224 C.336 D.504