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知识网络构建/热点专题突破章末总结23知识网络建构23热点专题突破专题关于硝酸与金属反应的计算方法1．得失电子守恒法硝酸与金属反应属于氧化还原反应，氮原子得到的电子总数等于金属原子失去的电子总数。如果金属被HNO3溶解后，产生的NOx气体(NO2、NO)与O2充分混合后又用H2O恰好完全吸收，则金属失去的电子数等于消耗的O2得到的电子数。2．原子守恒法硝酸与金属反应时，HNO3中的NO－3一部分仍以NO－3的形式存在，另一部分转化为还原产物，这两部分中N的物质的量之和与反应消耗的HNO3中N的物质的量相等。3．利用离子方程式计算硝酸与硫酸混合液跟金属的反应，当金属足量时，不能用HNO3与金属反应的化学方程式计算，应用离子方程式计算，因为生成的硝酸盐中的NO－3与硫酸电离出的H＋仍能继续与金属反应，如3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。4．如果金属被HNO3溶解后，再向溶液中滴加NaOH溶液使金属阳离子恰好完全沉淀，则金属失去电子的物质的量等于HNO3得到电子的物质的量，也等于生成氢氧化物时消耗的OH－的物质的量，因此，m(沉淀)＝m(金属)＋m(OH－)＝m(金属)＋n(e－)×17g·mol－1[因为M――→－ne－Mn＋，Mn＋――→＋nOH－M(OH)n]。例138.4mgCu与适量的浓硝酸反应，Cu全部反应后，共收集到22.4mL(标准状况下)气体。反应消耗的HNO3的物质的量可能是()A．1.0×10－3molB．1.6×10－3molC．2.2×10－3molD．2.4×10－3mol[解析]Cu跟浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。随着反应的进行，浓硝酸会逐渐变成稀硝酸，反应则变为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。解析方法一：极端假设法n(Cu)＝38.4×10－3g64g·mol－1＝6.0×10－4mol若38.4mgCu全部与浓硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸的物质的量为6.0×10－4mol×4＝2.4×10－3mol，产生的NO2标准状况下的体积为6.0×10－4mol×2×22.4L·mol－1×103＝26.88mL；若38.4mgCu全部与稀硝酸反应，则可求得参加反应的硝酸的物质的量为6.0×10－4mol×83＝1.6×10解析－3mol，产生的NO标准状况下的体积为6.0×10－4mol×23×22.4L·mol－1×103＝8.96mL。事实上Cu应先与浓硝酸反应，浓硝酸变稀后，又与稀硝酸反应，所以消耗的硝酸的物质的量应在1.6×10－3mol和2.4×10－3mol之间。观察选项可知应选C。解析[答案]C方法二：物料守恒法参加反应的硝酸一部分作酸，一部分作氧化剂被还原(其中一部分被还原为NO2，另一部分被还原为NO)，故n(HNO3)＝n[HNO3(作酸)]＋n[HNO3(作氧化剂)]＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NO2)＋n(NO)＝2×38.4×10－3g64g·mol－1＋22.4×10－3L22.4L·mol－1＝2.2×10－3mol。答案解析例2足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体，这些气体与1.68LO2(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5mol·L－1NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A．60mLB．45mLC．30mLD．15mL[答案]A[解析]由题意分析反应过程中的转化关系：HNO3――→CuNO2、NO――→O2H2OHNO3由此可知Cu失去的电子全部转移给了O,2Cu――→4e－O2，则n(Cu)＝2n(O2)＝1.68L×222.4L·mol－1＝0.15mol。根据Cu2＋～2NaOH得n(NaOH)＝2n(Cu)，故V(NaOH)＝2×0.15mol5mol·L－1＝0.06L＝60mL。答案解析