金属和硝酸的分类题型

金属和硝酸反应的分类题型

一、知识要点：

硝酸是一种很强的氧化剂，不论稀硝酸还是浓硝酸都有氧化性。硝酸越浓氧化性越强。同浓度的硝酸温度越高氧化性越强。硝酸浓度不同，氧化能力不同。硝酸能氧化除Pt、Au之外的绝大多数金属，当硝酸与金属反应时条件不同，硝酸的还原产物不同。具体如下：

1、一般情况下，在金属活动顺序表中排在氢以后的金属与硝酸反应时，浓硝酸剧烈反应，生成硝酸盐和二氧化氮，与稀硝酸反应通常需加热，生成硝酸盐和一氧化氮，在反应中硝酸均既表现氧化性又表现酸性。简记为：浓硝酸产生NO2，稀硝酸产生NO。

Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O……………………①

3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+ 4H2O…………………②

上述两反应均可用离子方程式表示为：

Cu+4H++2NO3—=Cu2++2NO2↑+2H2O

3 Cu+8H++2NO3—=3Cu2++2NO↑+4H2O

2、常温时，铝、铁遇冷的浓硝酸产生钝化现象，而稀硝酸则可与它们反应。（即浓硝酸将它们表面氧化成一层薄而致密的氧化物薄膜、阻止了进一步反应的缘故）。若加热，解除钝化则发生反应

例如：铁在过量的浓硝酸中加热发生反应为：

Fe+6HNO3（浓）△Fe (NO3)3+3NO2↑+3H2O

〖注意〗铁与稀硝酸的反应，无论硝酸是否过量，开始硝酸总是把Fe氧化成Fe3+ Fe过量时再与Fe3+反应生成Fe2+，NO气体是铁与硝酸反应生成Fe3+产生的。Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO ↑+ 2H2O ……………………①

3Fe + 8HNO3 = 3Fe(NO3)2 + 2NO↑+ 4 H2O……………………②

设n(Fe) : n(HNO3)= a，则

a ≦¼时，按①进行；a ≧3/8时，按②进行；

¼ ≦a ≦3/8时，两者都有。

②可认为是①反应后Fe过量。Fe +2Fe（NO3）3 = 3Fe（NO3）2

例如：过量的铁在稀硝酸中发生反应为：

3Fe+8HNO3（稀）△3Fe (NO3)2+2NO↑+4H2O

3、当硝酸与金属活动性顺序表中排在氢以前的活泼金属如镁、锌、铁等反应时，

由于金属的强还原性，还原产物较为复杂。除可生成NO2或NO外，在更稀的硝酸中还可产生N2O、N2、NH3等。例如：

Mg + 4HNO3=== Mg (NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O

3Mg + 8HNO3===3Mg (NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O

4Mg + 10HNO3=== 4Mg (NO3)2 + N2O↑+ 5H2O

4Mg + 10HNO3=== 4Mg (NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

一般情况下，对于同一种还原剂来说，硝酸越稀则还原产物中氮元素的价态越低。浓硝酸被还原的主要产物是NO2，稀硝酸被还原的产物主要是NO；再如较稀的硝酸还原产物主要是N2O，而更稀的硝酸则被还原成NH3（NH3与HNO3反应生成NH4NO3）。当然，硝酸与金属发生的氧化还原反应比较复杂，这里对硝酸的还原产物也只是粗略地划分，并没有很明显的界限。

4、Pt、Au等贵金属不与硝酸反应，只溶于王水（1体积浓硝酸和3体积浓盐酸组成的混合物溶液）。

Au + 4Cl－+ NO3－+ 4H+=== [AuCl 4]－+ NO↑+ 2H2O

3Pt + 18Cl－+ 4NO3－+ 16H+=== 3[PtCl 6]2－+ 4NO↑+ 8H2O

虽然铂、金不易被浓硝酸氧化，但当有Cl－离子存在时，和产物Au3+离子（或Pt4+离子）结合，生成了络离子[AuCl4]－（或[PtCl6]2－），从而降低了Au3+离子（或Pt4+离子）的浓度，金属就被继续氧化了。

二、常见分类题型：

1、概念型：

例1：下列关于硝酸的叙述正确的是（答案：C ）

A．稀硝酸是弱酸，浓硝酸是强酸

B．铜与浓硝酸和稀硝酸都能反应生成二氧化氮

C．浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂

D．稀硝酸与活泼金属反应主要放出氢气，而浓硝酸则使金属钝化

变式㈠：用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡屡发生，下列不易区别其真伪的方法是（选D）

A. 测密度

B. 放入硝酸中

C. 放入盐酸中

D. 观察外观

变式㈡：欲迅速除去铝壶中的水垢又不损坏铝壶，最佳的方法是加入下列物质中的（选D）

A. 浓盐酸

B. 稀硝酸

C. 冷的浓硫酸

D. 冷的浓硝酸

变式㈢：铜粉放入稀硫酸中，加热后无现象；当加入一种盐后，铜粉质量减少，而溶液变蓝，同时有气体生成，此盐是（答案：C）

A．氯化物B．硫酸盐C．硝酸盐D．磷酸盐

变式㈣：等质量的铜分别与足量浓硫酸、稀硝酸充分反应，下列说法正确的是（BD ）

A．被还原的酸的物质的量相等B．被氧化的铜的物质的量相等

C．提供H＋的酸的物质的量相等D．转移电子的物质的量相等

变式㈤：相同质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸完全反应（硝酸的还原产物分别是NO2和NO)，在相同条件下用排水法收集反应产生的气体。下列叙述正确的是（答案：D）

A．硝酸浓度越小，氧化性越强B．硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少

C．硝酸浓度越大，产生的气体越少D．两者用排水法收集到的气体体积相等

变式㈥：将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是答B A．反应速率：两者相同B．消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少

C．反应生成气体的颜色：前者浅，后者深

D．反应中转移的电子总数：前者多，后者少

变式㈦：用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜：

(1)铜跟浓硝酸反应；

(2)铜跟稀硝酸反应；

(3)铜先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应。

以下叙述中正确的是（答案：AD ）

A．三种途径所消耗的铜的物质的量相等

B．三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等

C．所消耗的铜的物质的量是：途径(3)>途径(1)>途径(2)

D．所消耗的硝酸的物质的量是：途径(1)>途径(2)>途径(3)

n(Cu)==nCu(NO3)2

变式㈧：将Al、Fe两电极分别插入盛有稀HNO3的电解质溶液中组成原电池，试回答

(1)正极反应为：；(2)负极反应为：；

(3)电极总反应式为：________；电解质溶液的pH变化为：________(填“增大”“不变”或“变小”)。

＋3e－====2H2O＋NO↑(2)Al－3e－====Al3＋

答案：(1)4H＋＋NO-

3

(3)Al＋4H＋＋2NO-

====Al3＋＋2H2O＋NO↑变大

3

2、计算型：

①守恒法

例1、1.92gCu片与定量的浓HNO3作用，当收集到NO2和NO气体共1.12L时（标准状况），金属铜恰好全部作用。则反应中消耗HNO3_______mol被还原的HNO3________mol，转移电子________mol。

答案：0.11、0.05、0.06。

变式㈠：13g锌与硝酸溶液反应，共消耗了31.5g硝酸，硝酸的还原产物是A．NH4NO3或N2O B．只有N2O

C．只有NO D．只有N2

答案为A。

变式㈡：m g铁屑与含有n gHNO3的硝酸溶液恰好完全反应，若m : n = 1 : 2.7，该反应的化学方程式为___________________________________（假设还原产物只有一种，且只生成一种盐)

(2)含n g HNO3的稀硝酸溶液恰好使5.6g铁粉完全溶解，若有n/4 gHNO3被还

原成NO（无其它还原产物)则n 的范围为____________________（3分) (3)某条件下锌和硝酸反应时的物质的量之比为2:5，此时硝酸的还原产物是____________