专题03 金属与硫酸、硝酸反应的计算（重难点训练）化学人教版必修第二册

本高中化学讲义聚焦金属与硫酸、硝酸反应的计算核心知识点，系统梳理反应原理、产物分析、气体体积与溶液浓度计算等内容，搭建从基础反应规律到复杂综合计算的学习支架，衔接化学计量与氧化还原反应知识脉络。 该资料以“突破点”分层设计题目，融合实验探究（如铜与硝酸反应的气体成分分析）和图像数据解读（如气体体积随时间变化曲线），通过科学思维中的证据推理与模型建构，培养学生综合计算能力。课中辅助教师实施分层教学，课后助力学生针对性强化，有效弥补计算类问题的知识盲点。

专题03 金属与硫酸、硝酸反应的计算 建议时间：25分钟 突破一 金属与硫酸反应的计算题 1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是 A．常温下，所含阴离子个数为0.2NA B．的溶液中有3NA的氯离子 C．1mol氯气与足量铁反应时，转移的电子数无法计算 D．浓硫酸与足量铜微热反应，生成分子数一定为0.46NA 2．将投入稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量，金属逐渐溶解，则下列说法正确的是 A．反应过程中有刺激性气味的气体生成 B．对和稀硫酸的反应起催化作用 C．若和硫酸恰好完全反应，则硫酸的物质的量浓度为 D．反应中硫酸既表现出酸性又表现出强氧化性 3．相同温度下，某同学向浓度分别为a、b、c、d的硫酸(过量)中各加入等质量的锌粒充分反应。反应过程中放出的体积(已折算为标准状况下)随时间的变化如图所示，下列说法正确的是 A．硫酸浓度：a>b>c>d B．前，硫酸浓度为的反应体系中一定无气体产生 C．若加水稀释上述浓度为的硫酸，最终生成的体积不变 D．实验所用锌粒的质量为 4．用的浓硫酸20mL和铜共热一段时间后，待反应混合物冷却，滤去多余的铜，将滤液加水定容到100mL，溶液中浓度为，则下列说法错误的是 A．反应后稀释液中为 B．反应中消耗的硫酸为 C．溶解的铜的质量为6.4g D．生成的在标准状况下的体积为2.24L 突破二 金属与硝酸反应的计算题 5．同学们为了探究铜与硝酸的反应，进行了如下实验： 实验1：将2.56g铜加入20mL物质的量浓度为7mol·L-1的硝酸溶液中，铜完全溶解并产生NO和NO2混合气体共896mL(不考虑产生N2O4，体积已换算为标准状况下)。 实验2：向实验1反应结束后的溶液中加入一定量NaOH溶液，使溶液中的金属阳离子全部转化为沉淀。 实验3：若将实验1收集到的气体和一定体积的O2混合后通入足量的蒸馏水中，恰好可以被完全吸收。 下列说法正确的是 A．实验3中O2的体积在标准状况下为224mL B．实验1中消耗了0.12molHNO3 C．实验1中生成的NO与NO2的体积比为2：1 D．实验2中参与反应的NaOH的质量为3.2g 6．将6.5g金属锌投入的硝酸溶液中，反应完全后将生成的混合气体NO和通入的NaOH溶液中，混合气体恰好被完全吸收，得到只含和的混合溶液。[已知：；]，下列说法不正确的是 A．混合气体中NO的物质的量为0.03mol B．反应中消耗的物质的量为0.14mol C．若向与锌反应后的溶液中加入的NaOH溶液可使恰好完全沉淀 D．NO和被NaOH溶液吸收过程中转移的电子总数为 7．研究发现，硝酸溶液浓度越小，还原产物中氮元素的化合价就越低。取适量的铁铝合金与2 L稀硝酸充分反应，无气体生成。向反应结束后的溶液中，逐滴加入5 mol∙L−1 NaOH溶液，NaOH溶液的体积(mL)与生成沉淀的物质的量(mol)的关系如图。下列说法错误的是 A．由图示可知，H+结合OH-的能力强于金属阳离子 B．c点对应NaOH溶液的体积为48 mL C．b − a=0.05 D．原稀硝酸溶液的c(HNO3)=0.25 mol∙L−1 8．取11.2 g 铜镁合金，恰好溶解在100 mL某浓度的硝酸溶液中，生成NO和NO2的混合气体11.2 L(换算为标准状况下)，向反应后溶液中逐滴滴加NaOH溶液，当溶液中金属阳离子全部沉淀，得到21.4 g沉淀。下列说法不正确的是 A．该合金中m(Cu)：m(Mg) = 4：3 B．原硝酸物质的量浓度为 1 mol/L C．硝酸在反应中既体现氧化性又体现酸性 D．生成的NO和NO2混合气体能被NaOH完全吸收 突破三 金属与混合型酸反应的计算题 9．常用于制造船底防污漆，它在酸中易发生歧化反应。将14.4g的加入500mL硫酸中，充分反应后，再逐滴滴入硝酸至Cu恰好完全溶解。下列说法错误的是 A．溶于硫酸的离子方程式： B．加入硝酸的体积为 C．加入硝酸反应后的溶液中最多还可以溶解铁粉11.2g D．起氧化作用的硝酸占全部硝酸的100% 10．硫酸和硝酸混合的稀溶液200mL，向其中加入过量锌粉充分反应。反应后溶液中只含有一种溶质，且浓度为2mol/L（溶液体积变化可忽略），收集到无色气体6.72L（标况）。下列说法正确的是 A．无色气体遇空气变为红棕色 B．无色气体中两种气体体积比为 C．原溶液中硫酸与硝酸的浓度之比为 D．参与反应的锌的物质的量为0.2mol 建议时间：20分钟 1．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．铜与足量的硫充分反应，1mol铜失去的电子数为2NA B．5 mL18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应，有0.045 mol的硫酸被还原 C．46g由NO2和N2O4组成的混合气体中含有N原子总数为NA D．标准状况下，11.2LSO3所含分子数为0.5NA 2．将足量的铜片与100mL18mol·L-1浓硫酸加热充分反应，收集到标准状况下的SO2气体VL，下列对此反应的有关说法中，错误的是 A．该反应体现了浓H2SO4的酸性和强氧化性 B．反应结束后两种反应物均有剩余 C．被还原的硫酸为mol D．产生的气体有二氧化硫和氢气 3．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．1 mol Zn与足量某浓度的硫酸完全反应，生成气体的分子数目为NA B．0.1mol/L的MgCl2的2L溶液，Cl-浓度为0.2mol/L C．Na2O2与H2O反应时，生成0.1molO2转移的电子数为0.2NA D．标准状况下，11.2LCl2溶于水，溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为NA 4．工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如下。 某工厂以10吨纯度90%的黄铁矿（设杂质不参加反应）为原料依据上述流程制备硫酸。下列说法错误的是 A．燃烧时，若在的沸腾炉中，分钟内生成了克的，忽视固体体积及变化，则用来表示该反应的速率为 B．若转化率为95%，则可以制得98%的硫酸约14.25吨 C．气体B经步骤③吸收后，剩余气体可返回步骤②循环利用 D．若气体A过量，则煅烧黄铁矿可直接得到气体B 5．为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A．1mol Fe溶于过量硝酸，转移电子的数目为 B．标准状况下，中质子的数目为 C．与反应生成分子的数目小于 D．标准状况下，与水充分反应转移电子的数目为 6．足量的铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和、NO的混合气体2.24L(标准状况)，这些气体与一定体积的(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入溶液至恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是50mL，下列说法正确的是 A．参加反应的硝酸是0.4mol B．消耗氧气的体积为2.24L C．此反应过程中转移的电子为0.3mol D．参加反应的铜的质量是6.4g 7．将和的固体混合物加入到一定浓度的溶液中，固体完全溶解，生成4.48LNO和的混合气体（已折合为标准状况），在所得黄色溶液中加入的NaOH溶液0.5L，此时溶液中的金属离子恰好沉淀完全，过滤，洗涤，干燥，称量沉淀的质量是，下列说法错误的是 A．硝酸的物质的量浓度为 B．混合气体中NO的物质的量分数是 C．固体混合物中与的质量之比为 D．与硝酸反应后剩余为 8．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，其中的浓度为1。现向溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的物质的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法正确的是 A．A点对应溶液中的溶质只有 B．OA段和BC段产生气体的物质的量相等 C．100mL原溶液中硫酸的浓度为2.0 D．100mL的该混合溶液最多可以溶解6.4g Cu 9．Ⅰ．计算下列问题： （1）50mL物质的量浓度为18mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应，被还原的H2SO4的物质的量为___________。 A．小于0.45 mol B．等于0.45 mol C．在0.45 mol和0.9 mol之间 D．大于0.45 mol （2）将一定量的锌与100mL18.5mol·L-1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的c(H+)=0.1mol·L-1，则下列叙述中正确的是___________(填字母)。 A．气体A为SO2和H2的混合物 B．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1 C．反应中共消耗Zn 97.5g D．反应中共转移3mol电子 Ⅱ．将28.8g铜投入100mL浓硝酸中，最后铜有剩余，其离子物质的量变化如下图所示，请回答下列问题： （3）铜与该浓硝酸反应生成的气体在标准状况下的体积为 L。 （4）硝酸完全反应后消耗铜的物质的量n(Cu)是 mol。 （5）应再往此反应体系中滴加 mL 2 mol·L-1的硫酸才能使剩余的铜恰好完全溶解 (已知此过程中的还原产物为NO)。 10．27.00g铝与100mL一定浓度的硫酸在加热条件下发生反应，铝完全溶解，产生和的混合气体。将混合气体通入装有足量碱石灰的干燥管，剩余气体在标准状况下的体积为26.88L。请回答： （1） 。 （2）待产生的气体全部释放，向溶液中加入的NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化成沉淀，则原硫酸溶液的浓度为 。 建议时间：5分钟 1．（2024·广西·高考真题）实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．“反应1”中，每消耗，在下得到 B．“反应2”中，每生成0.1molNO，转移电子数为 C．在密闭容器中进行“反应3”，充分反应后体系中有个 D．“反应4”中，为使完全转化成，至少需要个 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 金属与硫酸、硝酸反应的计算 建议时间：25分钟 突破一 金属与硫酸反应的计算题 1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是 A．常温下，所含阴离子个数为0.2NA B．的溶液中有3NA的氯离子 C．1mol氯气与足量铁反应时，转移的电子数无法计算 D．浓硫酸与足量铜微热反应，生成分子数一定为0.46NA 【答案】B 【解析】A．Na2O2的电子式为，7.8gNa2O2的物质的量为=0.1mol，故阴离子数目为0.1NA，A错误； B．AlCl3的物质的量为1L×1mol/L=1mol，Cl-的物质的量为3×1mol=3mol，故Cl-的数目为3NA，B正确； C．1molCl2与足量铁反应生成FeCl3，Cl由0价降为-1价，1molCl2完全反应转移电子数为2NA，C错误； D．浓硫酸与Cu的反应为2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O，浓硫酸变稀后不再与Cu反应，因此无法计算生成SO2的物质的量，D错误； 故选B。 2．将投入稀硫酸中加热，没有明显变化，若边加热边缓缓加入一定量，金属逐渐溶解，则下列说法正确的是 A．反应过程中有刺激性气味的气体生成 B．对和稀硫酸的反应起催化作用 C．若和硫酸恰好完全反应，则硫酸的物质的量浓度为 D．反应中硫酸既表现出酸性又表现出强氧化性 【答案】C 【分析】双氧水具有氧化性，在酸性环境下能将金属铜氧化，反应方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，据此分析。 【解析】A. 由反应方程式可知，无气体生成，故A错误； B. 参与了反应，化合价降低，为氧化剂，故B错误； C. 3.2g铜的物质的量为，根据反应方程式中的比例关系可知，恰好消耗0.05mol硫酸，则硫酸的浓度为，故C正确； D. 由反应方程式可知，反应中硫酸的化合价没有变化，故只起酸性的作用，没有表现氧化性，故D错误； 故选C。 3．相同温度下，某同学向浓度分别为a、b、c、d的硫酸(过量)中各加入等质量的锌粒充分反应。反应过程中放出的体积(已折算为标准状况下)随时间的变化如图所示，下列说法正确的是 A．硫酸浓度：a>b>c>d B．前，硫酸浓度为的反应体系中一定无气体产生 C．若加水稀释上述浓度为的硫酸，最终生成的体积不变 D．实验所用锌粒的质量为 【答案】D 【解析】A．分析曲线可知，浓度为的硫酸因浓度过大，故反应初始阶段被还原生成，随着反应的进行，硫酸浓度降低，与反应生成，浓度为、、的硫酸属于稀硫酸，浓度越大，生成速率越快，故硫酸浓度：，A错误； B．浓硫酸可以与锌反应生成，B错误； C．若加水稀释上述浓度为的硫酸，最终生成比之前多，C错误； D．，分析曲线可知生成，所用锌粒的质量为，D正确； 故答案选D。 4．用的浓硫酸20mL和铜共热一段时间后，待反应混合物冷却，滤去多余的铜，将滤液加水定容到100mL，溶液中浓度为，则下列说法错误的是 A．反应后稀释液中为 B．反应中消耗的硫酸为 C．溶解的铜的质量为6.4g D．生成的在标准状况下的体积为2.24L 【答案】A 【分析】用18.0mol/L的浓硫酸20mL和铜共热发生反应：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，按硫元素守恒，实际逸出的二氧化硫为18.0mol/L×0.020L-0.100L×2.6mol/L=0.10mol，据此回答。 【解析】A．实际消耗铜、生成硫酸铜均为0.10mol，则反应后稀释液中c(CuSO4)为1.0mol/L，A错误； B．结合分析可知，反应中消耗的硫酸为2×0.1mol=0.2mol，B正确； C．溶解的铜的质量为0.10mol×64g/mol=6.4g，C正确； D．生成的SO2在标准状况下的体积为0.10mol×22.4L/mol=2.24L，D正确； 答案选A。 突破二 金属与硝酸反应的计算题 5．同学们为了探究铜与硝酸的反应，进行了如下实验： 实验1：将2.56g铜加入20mL物质的量浓度为7mol·L-1的硝酸溶液中，铜完全溶解并产生NO和NO2混合气体共896mL(不考虑产生N2O4，体积已换算为标准状况下)。 实验2：向实验1反应结束后的溶液中加入一定量NaOH溶液，使溶液中的金属阳离子全部转化为沉淀。 实验3：若将实验1收集到的气体和一定体积的O2混合后通入足量的蒸馏水中，恰好可以被完全吸收。 下列说法正确的是 A．实验3中O2的体积在标准状况下为224mL B．实验1中消耗了0.12molHNO3 C．实验1中生成的NO与NO2的体积比为2：1 D．实验2中参与反应的NaOH的质量为3.2g 【答案】B 【分析】首先计算铜的物质的量，硝酸的物质的量，混合气体的物质的量。铜与硝酸反应的化学方程式为：， 。 【解析】A．根据得失电子守恒，铜失去的电子数等于硝酸转化为和得到的电子数，而和与反应又变回硝酸，所以铜失去的电子数等于得到的电子数。铜失去电子的物质的量，则，，A错误； B．硝酸在反应中一部分作氧化剂生成和，一部分起酸的作用生成。作酸的硝酸的物质的量。设生成的物质的量为xmol，生成的物质的量为ymol，则。根据电子守恒有，联立方程组解得x = 0.02mol，y = 0.02mol。作氧化剂的硝酸的物质的量。消耗硝酸的总物质的量，B正确； C．由前面计算可知生成的物质的量x=0.02mol，生成的物质的量y=0.02mol，在相同条件下，气体体积比等于物质的量比，所以，C错误； D．向反应后的溶液中加入溶液，转化为沉淀，根据的物质的量，则，，但是原溶液中还有剩余的硝酸，所以参与反应的的质量大于3.2g，D错误； 答案选B。 6．将6.5g金属锌投入的硝酸溶液中，反应完全后将生成的混合气体NO和通入的NaOH溶液中，混合气体恰好被完全吸收，得到只含和的混合溶液。[已知：；]，下列说法不正确的是 A．混合气体中NO的物质的量为0.03mol B．反应中消耗的物质的量为0.14mol C．若向与锌反应后的溶液中加入的NaOH溶液可使恰好完全沉淀 D．NO和被NaOH溶液吸收过程中转移的电子总数为 【答案】B 【分析】锌与硝酸反应时，锌被氧化Zn2+，失去电子，锌的物质的量：n(Zn)== 0.1mol；每个Zn原子失去2个电子，锌失电子的总物质的量：n(e-) = 2n(Zn) = 0.2mol。硝酸的物质的量：，硝酸被还原为NO和NO2。将生成的混合气体NO和通入的NaOH溶液中，混合气体恰好被完全吸收，得到只含和的混合溶液；由反应可知n(NO2)+n(NO)=n(NaOH)= 0.14mol；据此分析解答。 【解析】A．由分析可知，硝酸被还原为NO和NO2，其中N元素化合价降低，得到电子。设NO的物质的量为xmol，NO2的物质的量为ymol。NO中N从+5价→+2价，每个NO得到3个电子，总得电子：3xmol。NO2中N从+5价→+4价，每个NO2得到1个电子，总得电子：ymol。锌失电子总数等于硝酸得电子总数，因此：3x+ y =0.2（方程①）；根据氮守恒可得：x+y= 0.14（方程②）。联立解得x =0.03mol，y =0.11mol，A正确； B．硝酸作为酸生成Zn(NO3)2需要0.2 mol，硝酸总消耗量=作为酸的量（0.2mol）+被还原的量（0.14mol）=0.34mol，B错误； C．反应后溶液中剩余H＋（0.5mol -0.34mol =0.16mol）需要OH⁻中和，沉淀Zn2+（0.1mol）需0.2mol OH⁻，总需NaOH：0.16 + 0.2 = 0.36mol，与加入的NaOH（0.18L×2mol/L=0.36mol）相等，恰好满足，C正确； D．吸收过程中，NO与NO2按1:1反应时，共转移0.03mol电子；剩余NO2歧化时，每2mol转移1mol电子（=0.04mol）。总转移电子数：0.03 + 0.04 = 0.07mol，D正确； 故选B。 7．研究发现，硝酸溶液浓度越小，还原产物中氮元素的化合价就越低。取适量的铁铝合金与2 L稀硝酸充分反应，无气体生成。向反应结束后的溶液中，逐滴加入5 mol∙L−1 NaOH溶液，NaOH溶液的体积(mL)与生成沉淀的物质的量(mol)的关系如图。下列说法错误的是 A．由图示可知，H+结合OH-的能力强于金属阳离子 B．c点对应NaOH溶液的体积为48 mL C．b − a=0.05 D．原稀硝酸溶液的c(HNO3)=0.25 mol∙L−1 【答案】B 【分析】通过题意，反应始终没有气体生成，可以得出不会有氮的氧化物生成，又有硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测N元素由变成了价，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后，由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可得与发生了反应，则随着NaOH的滴加，发生的反应依次有： ，，，，， b与a的差值为氢氧化铝的物质的量，由图可知，ef段消耗的氢氧化钠溶液为104mL-94mL=10mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠为，根据可知，的物质的量为，根据铝元素守恒，故混合金属中， 由图可知，de段消耗的氢氧化钠的体积为，故该阶段参加反应的氢氧化钠为，根据可知，计算溶液中，根据电子转移守恒有，，即，解得， 由反应过程可知，到加入氢氧化钠为88mL时，溶液中溶质为硝酸钠与硝酸铵，，根据钠元素守恒，可知，根据氮元素守恒计算原硝酸溶液中，而c点溶液为、、、，根据氮元素守恒，故c点溶液中，故c点加入NaOH的物质的量，据此解答； 【解析】A．由0→c发生反应可知，H+结合OH-的能力强于金属阳离子，A正确； B．由分析可知，c点加入NaOH的物质的量，其体积是，B错误； C．由上述分析可知，b与a的差值，C正确； D．由上述分析可知，，体积为2L，浓度为，D正确； 故选B。 8．取11.2 g 铜镁合金，恰好溶解在100 mL某浓度的硝酸溶液中，生成NO和NO2的混合气体11.2 L(换算为标准状况下)，向反应后溶液中逐滴滴加NaOH溶液，当溶液中金属阳离子全部沉淀，得到21.4 g沉淀。下列说法不正确的是 A．该合金中m(Cu)：m(Mg) = 4：3 B．原硝酸物质的量浓度为 1 mol/L C．硝酸在反应中既体现氧化性又体现酸性 D．生成的NO和NO2混合气体能被NaOH完全吸收 【答案】B 【分析】合金溶解于硝酸溶液中转化为，向反应后溶液中逐滴滴加NaOH溶液，得到的21.4 g沉淀为，假设铜镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则64x+24y=11.2①，98x+58y=21.4②，由①②解得x=0.1，y=0.2，即合金中铜与镁分别为0.1mol、0.2mol。 【解析】A．由分析可知，该合金中铜与镁的质量之比为，A正确； B．根据N守恒，原硝酸的物质的量为，则原硝酸物质的量浓度为11 mol/L，B错误； C．氮元素在反应中有一部分化合价降低得到NO和NO2，还有一部分化合价未发生变化得到，所以硝酸既体现氧化性又体现酸性，C正确； D．设NO和NO2的物质的量均为amol、bmol，则a+b=0.5，根据电子得失守恒，，两式联立可得：a=0.05，b=0.45，由于、，当时，氮氧化物能被NaOH完全吸收，所以该反应过程中的氮氧化物能被完全吸收，D正确； 故选B。 突破三 金属与混合型酸反应的计算题 9．常用于制造船底防污漆，它在酸中易发生歧化反应。将14.4g的加入500mL硫酸中，充分反应后，再逐滴滴入硝酸至Cu恰好完全溶解。下列说法错误的是 A．溶于硫酸的离子方程式： B．加入硝酸的体积为 C．加入硝酸反应后的溶液中最多还可以溶解铁粉11.2g D．起氧化作用的硝酸占全部硝酸的100% 【答案】C 【分析】由已知可知，为，，根据反应可知消耗，在滴入硝酸前溶液中剩余，设滴入硝酸后，消耗了、，知方程式为 ，又可知化学计量数之比等于物质的量之比， 得，，反应中加入硝酸的体积为，溶液中剩余的，同时含有，化学计量数之比等于物质的量之比，消耗的粉为0.2mol，，化学计量数之比等于物质的量之比，消耗的粉为0.1mol，故最终溶液消耗的粉为0.3mol，质量为，加入的硝酸全部作为氧化剂，据此解答。 【解析】A．在酸中易发生歧化反应，，根据氧化还原反应的书写原则，得方程式为，故A正确； B．根据分析，可以加入硝酸的体积为，故B正确； C．根据分析，加入硝酸反应后的溶液中最多还可以溶解铁粉16.8g ，故C错误； D．根据分析，加入的硝酸全部作为氧化剂，故D正确； 答案选C。 10．硫酸和硝酸混合的稀溶液200mL，向其中加入过量锌粉充分反应。反应后溶液中只含有一种溶质，且浓度为2mol/L（溶液体积变化可忽略），收集到无色气体6.72L（标况）。下列说法正确的是 A．无色气体遇空气变为红棕色 B．无色气体中两种气体体积比为 C．原溶液中硫酸与硝酸的浓度之比为 D．参与反应的锌的物质的量为0.2mol 【答案】AC 【解析】A．无色气体中含有NO，遇空气被氧化为NO2，因此变为红棕色，A正确； B．反应后溶液中只含有一种溶质，且浓度为2mol/L(溶液体积变化可忽略)，溶质只能是硫酸锌，物质的量是0.4mol，参加反应的锌是0.4mol，失去0.8mol电子，无色气体6.72L(标况)，物质的量是0.3mol，设H2和NO分别是xmol、ymol，则x+y＝0.3、2x+3y＝0.8，解得x＝0.1、y＝0.2，因此无色气体中两种气体体积比为2∶1，B错误； C．根据原子守恒可知硫酸和硝酸的物质的量分别是0.4mol、0.2mol，因此原溶液中硫酸与硝酸的浓度之比为2∶1，C正确； D．参与反应的锌的物质的量为0.4mol，D错误； 故选AC。 建议时间：20分钟 1．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．铜与足量的硫充分反应，1mol铜失去的电子数为2NA B．5 mL18 mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应，有0.045 mol的硫酸被还原 C．46g由NO2和N2O4组成的混合气体中含有N原子总数为NA D．标准状况下，11.2LSO3所含分子数为0.5NA 【答案】C 【解析】A．铜与足量的硫的反应，生成，1mol铜失去的电子数为，A错误； B．18 mol·L-1的硫酸是浓硫酸，与浓硫酸在加热条件下发生反应生成，，5 mL18 mol·L-1的硫酸的物质的量是，则有0.045mol的硫酸被还原，但是随着反应的进行，硫酸浓度变小，铜与稀硫酸不反应，故被还原的硫酸的物质的量小于0.045mol，B错误； C．和具有相同的最简式，质量相同，含有的原子数目相同，则46g的和混合气体含有的N原子数为，C正确； D．标准状况不是气体，不能用气体摩尔体积计算，11.2L物质的量不是0.5mol，所含分子数不是0.5NA，D错误； 故选C。 2．将足量的铜片与100mL18mol·L-1浓硫酸加热充分反应，收集到标准状况下的SO2气体VL，下列对此反应的有关说法中，错误的是 A．该反应体现了浓H2SO4的酸性和强氧化性 B．反应结束后两种反应物均有剩余 C．被还原的硫酸为mol D．产生的气体有二氧化硫和氢气 【答案】D 【解析】A．该反应产生SO2气体，并生成硫酸铜，该反应体现了浓硫酸的酸性和强氧化性，A正确； B．硫酸浓度变小之后无法与铜反应，反应结束后两种反应物均有剩余，B正确； C．根据硫守恒，该反应产生的二氧化硫的物质的量，也就是被还原的硫酸为mol，C正确； D．硫酸不会和铜生成氢气，D错误； 故选D。 3．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．1 mol Zn与足量某浓度的硫酸完全反应，生成气体的分子数目为NA B．0.1mol/L的MgCl2的2L溶液，Cl-浓度为0.2mol/L C．Na2O2与H2O反应时，生成0.1molO2转移的电子数为0.2NA D．标准状况下，11.2LCl2溶于水，溶液中Cl-、ClO-和HClO的微粒数之和为NA 【答案】D 【解析】A．1 mol Zn与足量某浓度的硫酸完全反应，硫酸过量，生成二氧化硫的分子数目为NA，A正确； B．0.1mol/L的MgCl2的2L溶液，因c(Mg2+) ∶c(Cl-)=1∶2，所以Cl-浓度为0.2mol/L，B正确； C．Na2O2与H2O反应，氧化合价由-1价升高到0价，，生成0.1molO2转移的电子数为0.2NA，C正确； D．标准状况下，11.2LCl2物质的量为0.5mol，溶于水发生反应是可逆反应，溶液中还存在Cl2分子，故溶液中和的微粒数之和不等于NA，D错误； 故选D。 4．工业上用黄铁矿为原料制备硫酸的流程如下。 某工厂以10吨纯度90%的黄铁矿（设杂质不参加反应）为原料依据上述流程制备硫酸。下列说法错误的是 A．燃烧时，若在的沸腾炉中，分钟内生成了克的，忽视固体体积及变化，则用来表示该反应的速率为 B．若转化率为95%，则可以制得98%的硫酸约14.25吨 C．气体B经步骤③吸收后，剩余气体可返回步骤②循环利用 D．若气体A过量，则煅烧黄铁矿可直接得到气体B 【答案】D 【分析】和氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，发生催化氧化被氧气氧化生成被浓硫酸吸收生成硫酸，以此解题。 【解析】A．在的沸腾炉中，分钟内生成了克的，生成的的物质的量，用来表示该反应的速率：，A项正确； B．10吨纯度90%的硫铁矿，含的质量为，物质的量为，，理论上得到二氧化硫的物质的量为，转化为硫酸的二氧化硫的物质的量为，制得的98%的硫酸中溶质硫酸的质量为，98%的硫酸的质量为，B项正确； C．由分析可知，气体B为三氧化硫，经步骤③吸收后，过量的氧气、二氧化硫可返回步骤②循环利用，C项正确； D．即使氧气过量，煅烧黄铁矿过程中硫元素也被氧化为二氧化硫，而不是三氧化硫，D项错误； 故选D。 5．为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A．1mol Fe溶于过量硝酸，转移电子的数目为 B．标准状况下，中质子的数目为 C．与反应生成分子的数目小于 D．标准状况下，与水充分反应转移电子的数目为 【答案】C 【解析】A．Fe与过量硝酸反应生成Fe3+，1molFe转移3mol电子，数目为3NA，A错误； B．标准状况下SO3为固态，无法计算，B错误； C．合成氨反应为可逆反应，1mol N2与4molH2无法完全反应，生成的NH3分子数小于2NA，C正确； D．NO2标况下为液态，无法计算其转移电子数目，D错误； 故选C。 6．足量的铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和、NO的混合气体2.24L(标准状况)，这些气体与一定体积的(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入溶液至恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是50mL，下列说法正确的是 A．参加反应的硝酸是0.4mol B．消耗氧气的体积为2.24L C．此反应过程中转移的电子为0.3mol D．参加反应的铜的质量是6.4g 【答案】D 【分析】硝酸铜溶液中加入溶液至恰好完全沉淀,反应方程式为，的物质的量为，则Cu(NO3)2的物质的量为。 【解析】A．参加反应的硝酸包括被还原的（生成NO2和NO）和作为酸的[生成Cu(NO3)2]，气体总物质的量0.1mol，硝酸铜中为0.2mol，总HNO3为0.3mol，A错误； B．根据电子守恒，Cu失去0.2mol电子，则O2获得0.2mol电子，需O2的物质的量为0.05mol，体积为1.12L，B错误； C．转移的电子数等于Cu失去的电子数，即0.1mol×2=0.2mol，C错误； D．Cu2+的物质的量为0.1mol，对应Cu的质量为0.1mol×64g/mol=6.4g，D正确； 故选D。 7．将和的固体混合物加入到一定浓度的溶液中，固体完全溶解，生成4.48LNO和的混合气体（已折合为标准状况），在所得黄色溶液中加入的NaOH溶液0.5L，此时溶液中的金属离子恰好沉淀完全，过滤，洗涤，干燥，称量沉淀的质量是，下列说法错误的是 A．硝酸的物质的量浓度为 B．混合气体中NO的物质的量分数是 C．固体混合物中与的质量之比为 D．与硝酸反应后剩余为 【答案】B 【分析】黄色溶液中加入的NaOH溶液0.5L，此时溶液中的金属离子恰好沉淀完全，可知最终沉淀为Fe(OH)3，质量21.4g，对应物质的量 =0.2mol，即Fe元素的总物质的量0.2mol；设Fe为x mol，FeO为y mol，联立方程：，解得x=0.05，y=0.15；根据可知总电子转移量=0.05mol×3+0.15mol×1=0.3mol，设NO为a mol，NO2为b mol，联立：，解得a=0.05，b=0.15，据此分析作答。 【解析】A．根据氮原子守恒，可知HNO3的总物质的量=0.05mol+0.15mol+0.2mol×3 +=1.1mol，硝酸的物质的量浓度为，A项正确； B．混合气体中NO的物质的量分数是=25%，B项错误； C．固体混合物中与的质量之比=，C项正确； D．NaOH的物质的量为0.9mol，沉淀Fe3+消耗的物质的量为0.6mol，剩余0.3mol中和硝酸，即与硝酸反应后剩余为，D项正确； 答案选B。 8．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100mL，其中的浓度为1。现向溶液中逐渐加入铁粉，产生气体的物质的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法正确的是 A．A点对应溶液中的溶质只有 B．OA段和BC段产生气体的物质的量相等 C．100mL原溶液中硫酸的浓度为2.0 D．100mL的该混合溶液最多可以溶解6.4g Cu 【答案】B 【分析】稀和稀的混合溶液中，加入铁粉，根据氧化性：，则在OA段发生的是：，反应完全后，继续加铁粉在 AB段发生：，当全部转化为后，继续加铁粉在BC段发生：，据此分析解答。 【解析】A．根据BC段还发生：，说明在A点时是过量的，则溶质除了有外，还有，A错误； B．OA段消耗Fe的质量为5.6g，物质的量为0.1mol，根据反应，得到生成NO的物质的量为0.1mol；BC段消耗Fe的质量为，物质的量为0.1mol，根据反应，得到生成的物质的量为0.1mol；则得到OA段和BC段产生气体的物质的量相等，B正确； C．根据OA段和BC段的反应，结合选项(B)数据可知，除去提供的外，可以计算出原溶液中硫酸的浓度为：，C错误； D．根据反应：，已知，则消耗Cu的物质的量为0.15mol，质量为9.6g，D错误； 故答案为：B。 9．Ⅰ．计算下列问题： （1）50mL物质的量浓度为18mol·L-1的硫酸中加入足量铜片并加热，充分反应，被还原的H2SO4的物质的量为___________。 A．小于0.45 mol B．等于0.45 mol C．在0.45 mol和0.9 mol之间 D．大于0.45 mol （2）将一定量的锌与100mL18.5mol·L-1浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体A 33.6L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的c(H+)=0.1mol·L-1，则下列叙述中正确的是___________(填字母)。 A．气体A为SO2和H2的混合物 B．气体A中SO2和H2的体积比为4∶1 C．反应中共消耗Zn 97.5g D．反应中共转移3mol电子 Ⅱ．将28.8g铜投入100mL浓硝酸中，最后铜有剩余，其离子物质的量变化如下图所示，请回答下列问题： （3）铜与该浓硝酸反应生成的气体在标准状况下的体积为 L。 （4）硝酸完全反应后消耗铜的物质的量n(Cu)是 mol。 （5）应再往此反应体系中滴加 mL 2 mol·L-1的硫酸才能使剩余的铜恰好完全溶解 (已知此过程中的还原产物为NO)。 【答案】（1）A （2）ACD （3）8.96 （4）0.3 （5）100 【解析】（1）铜与浓硫酸在加热条件下发生反应：，硫酸有一半被还原，50mL18mol/L的溶液中所含物质的量为0.9mol，随着反应的进行，硫酸浓度变稀，铜与稀硫酸在加热条件下不发生反应，最终硫酸不会完全消耗，因此反应结束后，被还原的的物质的量小于0.45mol，故选A。 （2）生成气体的物质的量为，剩余硫酸的物质的量为，参加反应的，浓硫酸与锌反应生成，随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐减小，稀硫酸与锌反应生成H2，设反应生成，，依据反应方程式Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可得，，联立两式解得，，所以反应生成和。 A．根据计算，气体A为和的混合物，A正确； B．气体A中和的体积比为0.3∶1.2=1:4，B错误； C．反应中共消耗金属Zn的质量m(Zn)=(0.3mol+1.2mol)×65g/mol=97.5g，C正确； D．在反应Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+H2O中，生成0.3mol的二氧化硫转移电子为0.6mol，反应Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑中，生成1.2mol氢气转移电子2.4mol，所以反应中共转移3mol电子，D正确。 故选：ACD。 （3）由图可知，反应结束时，溶液中为0.6mol，根据氮元素守恒，生成气体的物质的量为1.0mol−0.6mol=0.4mol，标况下的体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L； （4）溶液中溶质为硝酸铜，由图可知，反应结束时，溶液中为0.6mol，故消耗n(Cu)=n(硝酸铜)=0.6mol÷2=0.3mol； （5）28.8g铜的物质的量为，故剩余Cu为0.45mol−0.3mol=0.15mol，由方程式可知, ，故n(H2SO4)=0.2mol，则需要硫酸体积为。 10．27.00g铝与100mL一定浓度的硫酸在加热条件下发生反应，铝完全溶解，产生和的混合气体。将混合气体通入装有足量碱石灰的干燥管，剩余气体在标准状况下的体积为26.88L。请回答： （1） 。 （2）待产生的气体全部释放，向溶液中加入的NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化成沉淀，则原硫酸溶液的浓度为 。 【答案】 18.30 【解析】27.00g铝的物质的量是1mol，铝完全反应失3mol电子；生成1molH2得2mol电子、生成1molSO2得2mol电子，根据得失电子守恒，生成H2、SO2的总物质的量是1.5mol；将混合气体通入装有足量碱石灰的干燥管，剩余气体在标准状况下的体积为26.88L，即H2的物质的量是1.2mol；则SO2的物质的量是0.3mol； （1）反应生成1.2molH2、0.3molSO2，1:4。 （2）待产生的气体全部释放，向溶液中加入的NaOH溶液，恰好使溶液中的全部转化成沉淀，此时溶液中的溶质为Na2SO4，根据钠元素守恒，n(Na2SO4)= ，则n(SO)=1.53mol，根据硫元素守恒，原硫酸溶液中硫酸的物质的量是1.53mol+0.3mol=1.83mol，硫酸的浓度为。 建议时间：5分钟 1．（2024·广西·高考真题）实验小组用如下流程探究含氮化合物的转化。为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．“反应1”中，每消耗，在下得到 B．“反应2”中，每生成0.1molNO，转移电子数为 C．在密闭容器中进行“反应3”，充分反应后体系中有个 D．“反应4”中，为使完全转化成，至少需要个 【答案】B 【分析】反应1为实验室制备氨气的反应，方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O，反应2是氨气的催化氧化，方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，反应3为一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，方程式为：2NO+O₂=2NO₂ ，反应4为二氧化氮，氧气和水反应生成硝酸，4NO2+2H2O+O2=4HNO3‌，以此解题。 【解析】A．根据分析可知，每消耗，生成0.1mol氨气，但是由于不是标准状况，则气体不是2.24L，A错误； B．根据分析可知，反应2方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O，该反应转移20e-，则每生成0.1molNO，转移电子数为，B正确； C．根据反应3，充分反应后生成个，但是体系中存在2NO2⇌N2O4，则最终二氧化氮数目小于，C错误； D．根据反应4可知，为使完全转化成，至少需要个O2，D错误； 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $