5.2.5 金属与硝酸反应的计算 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第二册

第五章 化工生产中的重要非金属元素 第二节 氮及其化合物 课时5 金属与硝酸反应的计算 金属与硝酸反应的计算方法 c(HNO3) 浓 稀 极稀 NH4NO3 NO NO2 （1）硝酸与金属反应一般不生成H2，硝酸浓度越低，还原产物的价态越低。 （2）通式 ①金属+浓HNO3→金属硝酸盐+NO2↑+H2O ②金属+稀HNO3→金属硝酸盐+NO↑+H2O 参加反应的HNO3=体现酸性的HNO3+被还原的HNO3； 金属与HNO3反应后溶液中含NO3-,若向其中加酸，金属会继续被氧化。 （3）足量的金属与一定量浓HNO3反应时，随HNO3浓度的降低，还原产物也发生改变。如Cu与浓硝酸反应，开始生成NO2，随着反应进行硝酸浓度变稀，生成NO，最终得到NO2和NO的混合气体。 （4）铁与稀HNO3反应，先生成Fe(NO3)3 ，若Fe过量，Fe(NO3)3与Fe反应生成Fe(NO3)2。 金属与硝酸反应的计算方法 （5）思维模式 金属与硝酸反应的计算方法 Cu(NO3)2 NO NO2 N2O4 HNO3（余） 酸性 氧化性 未反应 Cu HNO3 O2 （6）常用方法 ①电子守恒法 硝酸与金属的反应属于氧化还原反应，N原子得到的电子数等于金属原子失去的电子数。 ②原子守恒法 氮原子守恒：n(参加反应的硝酸)=n(被还原的硝酸)+n(体现酸性的硝酸) ③电荷守恒法 HNO3过量时，反应后的溶液中(不考虑OH-)有c(NO3-)=c(H+)+xc(Mx+) ④极限法：随着硝酸的浓度不同，产物不同，这时可用此方法。 金属与硝酸反应的计算方法 例1．(2024·河北唐山月考)3.84 g铜与一定量的浓硝酸反应，随着反应的进行，气体的颜色逐渐变浅，当铜反应完毕后，共收集气体2.24 L(标准状况，假设气体只有NO2和NO)。则反应中消耗的HNO3的物质的量为( ) A．0.11 mol B．0.22 mol C．0.56 mol D．0.18 mol 3Cu+8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O = 2n(Cu2+)+[n(NO) +n(NO2)] n(HNO3)耗= n(NO3-)+n(还原产物中的氮原子) 氮原子守恒 典例2 、将1.92g铜粉与一定量浓硝酸恰好完全反应，反应后收集到的气体在标准状况下的体积为1120mL，则消耗硝酸的物质的量为 mol（假设反应中只产生NO2和NO）。 A. 0.12 B. 0.11 C. 0.09 D. 0.08 氮原子守恒 B n(Cu)×2 ＝n(NO2)×1 ＋n(N2O4)×2+n(NO)×3 Cu 失去2e－ Cu2＋ HNO3 得到1e－ NO2 N2O4 HNO3 得到3e－ NO n(Cu)×2 Cu(NO3)2 NO NO2 N2O4 HNO3（余） 酸性 氧化性 未反应 Cu n(NO2)×1+ n(N2O4)×2 HNO3 O2 电子守恒法 电子守恒法 典例3、 在Cu与稀硝酸反应中，如果有1mol硝酸被还原，则被氧化的铜的物质的量为 mol。 A. 3/8 B. 8/3 C.3/2 D.2/3 C 典例4、 某单质与浓硝酸反应中，若参加反应的单质和浓硝酸的物质的量之比为1:4，浓硝酸被还原为NO2，则单质在氧化产物中的化合价为 。 A. +2 B. +3 C.+4 D.+5 A 电荷守恒法 典例5、 3.2g铜与过量硝酸(8 mol·L-1、30 mL)充分反应，硝酸的还原产物为NO2和NO，反应后溶液中含有a mol H+，则此时溶液中所含NO3-的物质的量为( )。 A. (0.2 +a)mol B. (0.1 +a)mol C. (0.05 +a) mol D. a mol B 极限法 典例6、把22.4 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中,反应只收集到0.3 mol NO2和0.2 mol NO，下列说法正确的是( ) A反应后生成的盐只有Fe(NO3)3 B.反应后生成的盐只有Fe(NO3)2 C.产物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3 的物质的里之比为1:3 D.产 物中Fe(NO3)2和Fe(NO3)3 的物质的里之比为3:1 D 1.(2024·湖南株洲期中)将2.56 g Cu投入12 mL 10 mol·L-1硝酸中，恰好完全反应，向反应后的溶液中加入40 mL a mol·L-1 NaOH溶液，Cu2+恰好完全沉淀，将生成的气体与b mol O2一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被完全吸收生成c mol NaNO3。下列判断正确的是(　　) A．生成的气体中只有NO B．a＝3 C．b＝0.02 D．c＝0.08 练习 C 2.(2024·四川绵阳期中)将一定质量的Cu粉投入400 mL 2 mol·L-1的稀硝酸中，待Cu粉完全溶解时，收集到标准状况下的NO气体2.688 L(假设硝酸的还原产物只有NO且气体全部逸出)，再向反应后的溶液中缓慢加入Fe粉，充分反应后溶液只含一种溶质。下列说法错误的是(　　) A．加入铁粉后，最终溶液的溶质是Fe(NO3)2 B．最初的铜粉质量为11.52 g C．铜粉反应完后，溶液中的H＋浓度为0.8 mol·L-1 D．至少需要加入铁粉8.4 g 练习 D $$