单质与硝酸反应的计算高二化学复习要点
一、计算依据
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
C+4HNO3(浓)=== CO2+4NO2+2H20
1、 金属反应中硝酸的作用是：酸性和氧化性。
2、 非金属反应中硝酸的作用是：氧化剂。
3、 金属和硝酸反应中几种量的关系：
加入的硝酸的物质的量n(总 HNO3)，参加反应的硝酸n(参加HNO3)，未参加反应的硝酸n(未参加HNO3)，氧化剂作用的硝酸n(氧化剂HNO3)，仅起酸性作用的硝酸n(酸HNO3)，参加反应的铜n(Cu)，硝酸铜n〔Cu(NO3)2〕，
n(氧化剂HNO3)=n(NOX)
n (参加HNO3)
n(总HNO3) n(酸HNO3)=2n(Cu2+)= n(Cu)
n(未参加HNO3)=n(H+)
4、 利用好守衡
(1)电子得失守衡，(2)N、Cu原子守衡，(3)电荷守衡 ，
5、注意两点
1、2NO2=N2O4
2、硝酸盐中加入非氧化性酸，溶液有稀硝酸的性质。
二、例题
1、 某单质与量的浓硝酸反应，若参加反应的单质和硝酸的物质的量的比为1：4，则该元素在反应生成物中的化合价为()
A、+2， B、+3， C、+4， D+5
分析：单质可能是金属也可能是非金属
设单质生成物的化合价为+a ，根据电子得失守衡，
金属 1mola=(4-2a)mol1 a=2 。
非金属 a1mol=14mol a=4
选AC
2、 Mg和某浓度的硝酸反应，消耗的物质的量比为4：10。
则硝酸的还原产物为()
A、NH4NO3， B、N20， C、NO， D、NO2
分析：起酸性作用的硝酸的NO3-以盐的形式存在于生成物中，若还原产物为NH4NO3时，起酸性作用的硝酸的NO3-存在于Mg(NO3)2和NH4NO3中;若还原产物为N2或氧化物，则起酸性作用的硝酸的NO3-仅存在于Mg(NO3)2中。根据电子得失守衡：设还原产物的N的化合价为a
4mol2=(10-42)mol(5-a) a=+1 或 还原产物中N的化合价为-3价，4mol2=(10-42-1)mol1 ， 合理。
选AB。
3、1.92gCu粉与一定量的浓硝酸反应，当铜粉完全反应时，收集到标准状况得气体1.12L，则所消耗硝酸的物质的量为()
A、0.12mol， B、0.11mol， C、0.09mol ， D、0.08mol
分析：n(Cu)=1.92g/64g.mol-1=0.03mol
n(NOX)=1.12L/22.4L.mol-1=0.05mol
n(参加HNO3)=2n(Cu)+n(NOX)=20.03mol+0.05mol
=0.11mol
选B
4.为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80ml13.5mol/L的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到标况气体6.672L，并测得溶液的C(H+)=1moL.L-1，假设反应后溶液的体积仍为80ML，计算：
(1) 被还原的硝酸的物质的量。
(2) 合金中银的质量分数。
分析：(1)还原产物为NO2或NO、NO2的混合物，因此被还原的'硝酸的物质的量即为气体的物质的量，6.72L/22.4L.mol-1=0.3mol。
(2)C(H+)=1mol.L-1，所以硝酸过量，参加反应的硝酸为
13.5mol.L-10.080L-1mol.L-10.080L=1mol.
设合金中铜为Ymol，银为Xmol，则
108X+64Y=30 解得 X=0.1
X+2Y+0.3=1 Y=0.3
0.1mol108g.mol-1
(Ag)= 100%=36%
30g
5、将32.64g铜与140ml一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2的混合气体在标准状况下的体积为11.2L，请回答：
(1) NO、NO2在标准状况下的体积各为多少?
(2) 待产生的气体完全释放后，向溶液中加入Vmlamol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸的物质的量浓度为多少?
(3) 欲使上述气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水的质量为多少?
分析：(1)n(Cu)=32.64g/64g.mol-1=0.51mol，
n(NO)+n(NO2)=11.2/22.4mol=0.5mol
3n(NO)+n(NO2)=2n(Cu)=0.512mol(电子守衡)
n(NO)= 0.26mol n(NO2)=0.24mol
V(NO)= 5.8L V(NO2)=5.4L
(2) 酸可能剩余，当Cu2+恰好完全沉淀，反应为
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
Cu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaNO3
反应后溶液中n(NO3-)=n(Na+)=n(NaOH)=V10-3amol
n(HNO3)=Va10-3mol+0.5mol
C(HNO3)=n(HNO3)/0.14L=(Va10-3+0.5)mol/0.14L
=(Va+500)/140mol.L-1
(3) NO H2O2
NO2 NaNO3
NO和NO2失电子的物质的量=H2O2得电子的物质的量。
设需30%的双氧水的质量为X，
30%X
2=10.2mol ， X=57.8g
34g.mol 1
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