硝酸与金属反应的规律小结

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硝酸与金属反应计算方法的归纳

硝酸与金属反应计算方法的归纳

硝酸与金属反应计算方法的归纳硝酸与金属反应是化学中常见的一种反应类型。

在这种反应中,硝酸中的氧气通常会氧化金属,使其发生化学变化。

根据不同的金属和硝酸的浓度,反应的过程和产物都会有所不同。

下面将根据不同的情况来归纳硝酸与金属反应的计算方法。

1.一氧化二氮产物的计算:当硝酸与金属反应时,首先要确定反应的化学方程式。

硝酸的化学式一般为HNO3,金属的化学式为M。

一般情况下,硝酸会发生分解反应,产生一氧化二氮(N2O)、水(H2O)和相应的金属盐(M(NO3)2)。

反应可以表示为:M+4HNO3->M(NO3)2+2H2O+2NO在计算一氧化二氮产物时,首先要计算反应的摩尔比。

摩尔比的计算可以根据化学方程式中的系数来确定。

例如,对于反应M+4HNO3->M(NO3)2+2H2O+2NO,硝酸与金属的摩尔比为1:4、因此,反应中一氧化二氮的摩尔比为1接下来,要计算一氧化二氮的摩尔质量。

一氧化二氮的分子式为N2O,它由两个氮原子和一个氧原子组成。

氮的摩尔质量为28g/mol,氧的摩尔质量为16g/mol。

因此,一氧化二氮的摩尔质量为28 + 16 = 44g/mol。

最后,要计算一氧化二氮的质量。

根据摩尔质量和摩尔比,可以使用下面的公式来计算一氧化二氮的质量:质量=摩尔比×摩尔质量2.金属离子产物的计算:除了产生一氧化二氮之外,硝酸与金属反应还会产生相应的金属盐。

金属盐的化学式为M(NO3)2,其中的金属离子由金属的化学式和电荷数确定。

例如,对于反应M+4HNO3->M(NO3)2+2H2O+2NO,金属离子的化学式为M2+,其中的金属为M。

在计算金属离子产物时,首先要计算金属离子的摩尔比。

金属离子和一氧化二氮的摩尔比可以根据化学方程式中的系数来确定。

对于上述反应,金属离子和一氧化二氮的摩尔比为1:1接下来,要计算金属离子的摩尔质量。

金属离子的摩尔质量可以根据金属的原子量和电荷数来确定。

初中酸碱盐反应规律小结

初中酸碱盐反应规律小结

初中酸、碱、盐化学反应规律小结一、用金属活动性顺序正确书写金属与酸、金属与盐的置换反应金属活动性顺序:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu1、金属与酸、金属与盐是否发生置换反应,既要根据金属活动性顺序加以判断,还要考虑酸和盐的特点。

金属与酸反应:活泼金属+酸—→盐+氢气(H以前)(一般是稀HCl和稀H2SO4)金属与盐反应:金属+盐—→新盐+新金属(2Cu+2H2SO体〔34、3点的5、+21、复分解反应能否发生首先要考虑反应物的溶解性,这是前提条件。

当反应物条件符合以后,才能考虑生成物是否符合复分解反应发生的条件,即生成物是否有沉淀或气体或水产生,如果有则复分解反应能进行,反之则不能进行。

2、酸的溶解性规律:初中接触的酸一般都可溶,其中H2SO4、H3PO4是不挥发性酸。

HCl、HNO3、H2CO3有挥发性,是挥发性酸。

但要注意H2CO3的挥发性表现为不稳定性(是化学性质):H2CO3==H2O+CO2↑。

碱的溶解性规律:钾、钠、钡、铵[KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3·H2O]的碱可溶,Ca(OH)2微溶,其余的碱不溶。

注意:①氨水有挥发性,和H2CO3一样,也表现为不稳定性(是化学性质):NH3·H2O==NH3↑+H2O②AgOH 为白色沉淀,但非常不稳定,在溶液中生成的同时马上分解产生褐色的氧化银沉淀:2AgOH==Ag 2O ↓+H 2O盐的溶解性规律:钾、钠、铵盐、硝酸盐溶得快;盐酸盐(氯化物)不溶氯化银;硫酸盐不溶钡、银、钙(银、钙微溶);碳酸盐溶解钾、钠、铵(的碳酸盐),微溶碳酸镁,其它一般往下沉。

注意:Fe 2(CO 3)3、Al 2(CO 3)3遇水分解。

如:Fe 2(CO 3)3+3H 2O=2Fe (OH )3↓+3CO 2↑ 3、酸和碱的反应:酸+碱→盐+水(中和反应,属于复分解反应)(1)、酸溶液与碱溶液的反应:一般都能发生反应,即酸碱不受限制。

硝酸硫酸和金属

硝酸硫酸和金属

⑴跟金属反应①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化.②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2 Cu + 2H2SO4(浓) ==== CuSO4 + SO3↑+ 2H2O 2Fe + 6H2SO4(浓) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO3↑+ 6H2O 在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性.2.硝酸跟金属反应的一般规律硝酸与金属的反应是相当复杂的.在这类氧化还原反应中,包括许多平行反应,因此,可以得到多种还原产物,而且在还原产物之间还进行氧化还原反应. 某些金属(如镁、锌)与小于2 mol/L的硝酸反应时,还会产生一定量的氢气. 硝酸的还原产物,除取决于硝酸的浓度、还原剂的还原能力外,还与反应温度和反应中间产物(HNO2、NO2)的催化作用有关,反应虽复杂,但硝酸跟金属的反应是有规律的. (1)在金属活动性顺序中,位于氢后面的金属如铜、汞、银等,跟浓硝酸反应时,主要得到NO2,跟稀硝酸反应时,主要得到NO. (2)在常温下Fe、Co、Ni、Al等金属在浓硝酸中发生“钝化”,在金属表面覆盖一层致密的金属氧化物薄膜,阻止反应进一步发生.这些金属与稀硝酸作用主要生成N2O(有的认为是NO),这是由于它们的还原性较强,能将硝酸还原成较低价的N2O.如与更稀的硝酸反应则生成氨(钴在同样条件下则生成氮气). (3)镁、锌等金属跟不同浓度的硝酸作用能得到氮的不同低价态的还原产物.例如:当硝酸中HNO3的质量分数为9%~33%(密度为1.05 g/cm3~1.20 g/cm3)时,反应按下式进行:4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+5H2O+N2O↑若硝酸更稀,反应会生成氨,氨跟过量的硝酸进一步反应生成硝酸铵.4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O(4)Au、Pt、Ir、Rh等重金属跟浓、稀硝酸都不反应,因为它们特别稳定,不易被氧化.(5)Sn、Sb、W、V等金属跟浓硝酸作用,生成金属氧化物,而不是硝酸盐(因为这些金属氧化物不溶于硝酸,反应不再继续发生).3.金属的钝化(1)钝化现象如果在室温时试验铁片在硝酸中的反应速率以及与硝酸浓度的关系,我们将会发现铁的反应速率最初是随硝酸浓度的增大而增大.当增大到一定程度时,它的反应速率迅速减小,继续增大硝酸的浓度时,它的反应速率更小,最后不再起反应,即铁变得“稳定”了,或者像一般所说的,铁发生“钝化”了.不仅铁,其他一些金属也可以发生钝化.例如,Cr、Ni、Co、Mo、Al、Ta、Nb和W等,其中最容易钝化的金属是Cr、Mo、Al、Ni、Fe.不仅硝酸,其他强氧化剂如浓硫酸、氯酸、碘酸、重铬酸钾、高锰酸钾等,都可以引起金属的钝化.硫酸与金属反应的一般规律之一(1)浓H2SO4与金属反应的规律①常温时,Fe、Co、Ni、Cr、Al等金属与浓H2SO4作用,发生“钝化”。

金属与酸反应的规律大总结

金属与酸反应的规律大总结

金属与酸反应的规律大总结一、金属与酸反应的规律1、K 、Ca 、Na 等活泼金属能与水剧烈反应生成H 2 。

2、金属活动顺序H 前的金属与非氧化性酸反应生成H 2 。

3、金属活动顺序H 后的金属与非氧化性酸不反应,但能与强氧化性酸发生反应,但不产生H 2 ,而是H 2O ,如铜与稀硫酸不反应,但能与浓硫酸、硝酸等强氧化性酸反应。

4、很不活泼金属Pt 、Au 等不溶于氧化性酸,但能溶于王水(浓硝酸和浓盐酸按体积比为1︰3的比例混合而成)。

5、常温下,Al 、Fe 遇浓硫酸和浓硝酸会发生钝化,生成一层致密的氧化物保护膜,这是金属与强氧化性酸发生氧化还原反应的结果。

6、铁与硝酸反应较为复杂,具体情况如下: 铁与稀硝酸反应,还原产物一般为NO :铁不足:Fe + 4HNO 3(稀)3)3 + NO ↑ + 2H 2O铁过量:3Fe + 8HNO 3(稀)3Fe(NO 3)2 + 2NO↑ + 4H 2O铁与浓硝酸反应,还原产物一般为NO 2 : 常温下:发生钝化加热时:剧烈反应,一般生成铁盐。

二、金属与非氧化性酸反应的计算规律解答此类试题时,关键是确定金属与氢气或者酸与氢气之间的对应关系式,在根据试题所给的限定条件作出相应的解答。

金属与非氧化性酸反应时,应注重下面四个方面的规律:1、 金属与酸反应均为氧化还原反应,且金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。

2、 1mol a 价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应,可生成a/2 molH 23、Na Mg Al 与酸反应规律酸足量(金属完全反应)时a. 等物质的量的不同金属与足量的酸反应时,产生H 2的体积比等于金属元素的化合价之比。

即产生的气体Na :Mg :Al=1:2:3可简单记忆为:金属元素的化合价数对应H 原子个数,如:Na ~ H ~1/2H 2 Zn ~ 2H ~ H 2 Al ~ 3H ~ 3/2H 2b 、相同质量的不同金属与足量酸反应时,产生H 2的体积比等于金属的 相对原子质量化合价之比。

硝酸与金属反应的一般规律

硝酸与金属反应的一般规律

硝酸与金属反应的一般规律
硝酸与金属的反应是相当复杂的。

在这类氧化还原反应中,包括许多平行反应。

因此,可以得到多种还原产物,而且在还原产物之间还进行氧化还原反应。

某些金属(如镁、锌)与小于2 mol/L的硝酸反应时,还会产生一定量的氢气。

硝酸的还原产物,除取决于硝酸的浓度、还原剂的还原能力外,还与反应温度和反应中间产物(HNO2、NO2)的催化作用有关,反应虽复杂,但硝酸与金属的反应是有规律的。

(1)在金属活动性顺序中,位于氢后面的金属如铜、汞、银等,与浓硝酸反应时,主要得到NO2,与稀硝酸反应时,主要得到NO。

(2)在常温下Fe、Co、Ni、Al等金属在浓硝酸中发生“钝化”,在金属表面覆盖一层致密的金属氧化物薄膜,阻止反应进一步发生。

这些金属与稀硝酸作用主要生成N2O(有的认为是NO),这是由于它们的还原性较强,能将硝酸还原成较低价的N2O。

如与更稀的硝酸反应则生成氨(钴在同样条件下则生成氮气)。

(3)镁、锌等金属与不同浓度的硝酸作用能得到氮的不同低价态的还原产物。

例如,当硝酸中HNO3的质量分数为9%~33%(密度为1.05~1.20 g/cm3)时,反应按下式进行:
4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+5H2O+N2O↑
若硝酸更稀,反应会生成氨,氨与过量的硝酸进一步反应生成硝酸铵。

4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
(4)Au、Pt、Ir、Rh等重金属与浓、稀硝酸都不反应,因为它们特别稳定,不易被氧化。

(5)Sn、Sb、W、V等金属与浓硝酸作用,生成金属氧化物,而不是硝酸盐(因为这些金属氧化物不溶于硝酸,反应不再继续发生)。

【专题】硝酸与金属反应的计算

【专题】硝酸与金属反应的计算

解析硝酸与金属反应计算的五个角度周口市第一高级中学 466000 赵亮硝酸与金属反应的计算是教学的重点和难点,常常作为考察学生对氧化还原等双基掌握程度的知识载体而受到命题者青睐,具有较高的综合性和区分度。

本文试从五个角度加以阐释,仅供参考。

一、氧化还原反应角度1. 部分氧化还原反应分析硝酸在反应中的作用知:参加反应的硝酸一部分显酸性,生成硝酸盐,另一部分作氧化剂,一般还原为氮的氧化物(NO或NO 2),所以硝酸与金属的反应均为部分氧化还原反应,可以此得出两个结论:⑴根据原子守恒推出关系式①:n(总HNO3) = a×n(金属) + n(NO x)(a为金属化合价)⑵硝酸的还原率α= n(NO x)÷n(总HNO3)。

如果只生成NO2,还原率为50%;如果只生成NO,还原率为25%。

例1.将25.6 mg Cu 与1.4×10-3mol 的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 ml。

(假设反应中只产生NO或NO 2)解析:因为n(总HNO3) = a×n(金属) + n(NO x),所以n(NO x) = n(总HNO3) -a×n(金属)=1.4×10-3-2×0.0256÷64=6×10-4mol V(NO x)=22.4 n(NO x)=22.4 ×6×10-4 =13.44 mL.。

例2.在Cu与稀硝酸反应中,如果有1 mol 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解析:因为Cu与稀硝酸反应,硝酸还原率为25%,所以参加反应的硝酸共4mol,只有3mol与Cu结合生成Cu(NO3)2,故选C练习1.将1.92 g 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1120 mL。

硝酸与金属反应方法总结

硝酸与金属反应方法总结

硝酸与金属反应方法总结1
在历年的高考中,硝酸与金属反应的计算是考察的重点,也是一个难点,也是学生出现错误率比较高的地方。

但是只要我们掌握了反应的实质,搞清楚了原理,对这一类题,我们可以做到游刃有余,轻松解答。

硝酸与金属的反应:稀硝酸时生成NO,浓硝酸时生成NO2;当然浓硝酸在反应的过程中,也可能变成稀硝酸,有NO生成,要根据实际情况确定。

不管什么情况,硝酸在反应的过程中起两个作用,一个是酸性作用,反应后以硝酸盐的形式存在;另一个作用,是氧化性作用,反应后硝酸被还原成NO 或NO2或NO和NO2的混合物;不管是NO还是NO2,根据氮原子守恒,都是一摩尔硝酸被还原成一摩尔NO或一摩尔NO2,所以参加反应的硝酸等于起酸性作用的硝酸加上起氧化性作用的硝酸。

用个公式表示:n(HNO3总)= n(HNO3酸性)+ n(HNO3氧化性)
= n(金属)*(金属反应后的化合价)+ n(气体)例1:将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应,当铜粉完全作用时收集到气体
1.12L(标准状况)。

则所消耗硝酸的物质的量是()
A. 0.12 mol
mol
解析:n(Cu)=1.92/64=0.03 mol n(气体)=1.12/22.4=0.05
n(HNO3总)=0.03*2+0.05=0.11 mol
1。

微专题26 金属与硝酸反应的规律与计算-高考化学考点微专题

微专题26  金属与硝酸反应的规律与计算-高考化学考点微专题

微专题26 金属与硝酸反应的规律与计算一、硝酸与金属反应的规律1.硝酸与金属反应不能产生H2。

2.还原产物一般为HNO3(浓)−−→NO2,HNO3(稀)−−→NO,很稀的硝酸还原产物也可能为N2O,N2,或NH4NO3。

3.硝酸与金属反应时既表现出氧化性,又表现出酸性。

4.硝酸与Cu反应:(1)Cu与浓硝酸反应时,浓硝酸被还原为NO2,氮元素的化合价变化由+5−−→+4;(2)Cu与稀硝酸反应时,稀硝酸被还原为NO,氮元素的化合价变化由+5−−→+2。

(3)一般情况下,硝酸的浓度越小,其还原产物的价态越低。

5.硝酸与Zn反应:(1)锌与浓硝酸:Zn+4HNO₃=Zn(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O(2)锌与中等浓度的硝酸:3Zn+8HNO₃=3Zn(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O(3)与一般稀硝酸4Zn+10HNO₃=4Zn(NO₃)₂+N₂O↑+5H₂O(4)与较稀硝酸反应:5Zn+12HNO₃=5Zn(NO₃)₂+N₂↑+6H₂O(5)与极稀硝酸反应:4Zn+10HNO₃=4ZN(NO₃)₂+NH₄NO₃+3H₂O二、硝酸与金属反应的计算方法1.原子守恒法-的形式存在于溶液中;一部分HNO₃与金属反应时,一部分HNO₃起酸的作用,以NO3作为氧化剂,转化为还原产物。

这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO₃中氮原子的物质的量。

2.得失电子法HNO₃与金属的反应属于氧化还原反应,HNO₃中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。

3.电荷守恒法HNO ₃过量时反应后溶液中(不考虑OH-)有:()()()n+-+3H NO M cc nc =+(n+M代表金属离子)。

4.离子方程式计算法金属与H 2SO 4,HNO ₃的混合酸反应时,由于硝酸盐中NO 3-在H 2SO 4提供的H +的条件下能继续与金属反应,因此此类题目应用离子方程式来计算,先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H +或NO 3-进行相关计算,且溶液中要符合电荷守恒。

硝酸与金属反应的化学方程式

硝酸与金属反应的化学方程式

硝酸与金属反应的化学方程式硝酸是一种强氧化剂,常用于实验室和工业生产中。

它可以与许多金属发生反应,生成相应的金属盐和氮氧化物。

下面是一些常见的硝酸与金属反应的化学方程式及其解释。

1. 硝酸与铜反应:3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O解释:硝酸与铜发生反应时,铜被氧化为二价铜离子,硝酸被还原为一氧化氮和水。

生成的铜离子与硝酸根离子结合形成铜硝酸盐。

同时,反应过程中放出的一氧化氮气体可以形成棕色烟雾。

2. 硝酸与铁反应:3Fe + 8HNO3 -> 3Fe(NO3)2 + 2NO + 4H2O解释:硝酸与铁发生反应时,铁被氧化为二价铁离子,硝酸被还原为一氧化氮和水。

生成的铁离子与硝酸根离子结合形成铁硝酸盐。

同时,反应过程中放出的一氧化氮气体可以形成棕色烟雾。

3. 硝酸与锌反应:Zn + 2HNO3 -> Zn(NO3)2 + H2O解释:硝酸与锌发生反应时,锌被氧化为二价锌离子,硝酸被还原为水。

生成的锌离子与硝酸根离子结合形成锌硝酸盐。

4. 硝酸与铝反应:2Al + 6HNO3 -> 2Al(NO3)3 + 3H2O解释:硝酸与铝发生反应时,铝被氧化为三价铝离子,硝酸被还原为水。

生成的铝离子与硝酸根离子结合形成铝硝酸盐。

这些反应中,硝酸起到了氧化剂的作用,将金属氧化为相应的离子形式。

同时,硝酸自身被还原为氮氧化物和水。

生成的金属离子与硝酸根离子结合形成相应的金属硝酸盐。

硝酸与金属反应的特点是产生氮氧化物。

在反应过程中,一氧化氮气体会释放出来,形成棕色烟雾。

这是由于一氧化氮与空气中的氧气反应形成二氧化氮,而二氧化氮在空气中会与水蒸气反应形成硝酸,从而形成可见的棕色烟雾。

硝酸与金属反应是一种常见的化学反应,它具有重要的实验室和工业应用。

在实验室中,我们可以利用这些反应来制备金属盐,用于分析和实验。

在工业上,硝酸与金属反应可以用于生产金属盐和氮氧化物。

硝酸与金属反应总结

硝酸与金属反应总结

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、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:⒈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NO2,与稀硝酸反应常需加热,生成硝酸盐和NO,在反应中硝酸均既表现氧化性又表现酸性。

⒉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。

若加热,解除钝化则发生反应。

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:铁与硝酸反应时,无论硝酸是否过量,开始时总是把Fe氧化成Fe3+)铁过量时再与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……①3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O……②设n(Fe):N(HNO3)=a,则a≤1/4时,按①进行;a≥3/8时,按②进行;1/4≤a≤3/8时,两者都有。

如:5Fe+16HNO3=2Fe(NO3)3+3Fe(NO3)2 +4NO↑+2H2O比例关系:4HNO3~NO②可认为是①反应后Fe过量。

Fe + 2Fe(NO3)3 = 3Fe(NO3)2⒊当硝酸与金属活动顺序表中排在氢以前的金属如镁、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,在更稀硝酸中还可产生N2O、N2、NH3等。

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)。

硝酸腐蚀金属的原理

硝酸腐蚀金属的原理

硝酸是一种强氧化性酸,它可以与金属发生反应并腐蚀金属表面。

硝酸腐蚀金属的原理涉及到氧化还原反应和金属表面的氧化过程。

以下是硝酸腐蚀金属的基本原理:
1.氧化还原反应:硝酸与金属发生反应是一种氧化还原反应。

在这种反应中,金属原子
氧化成金属离子,同时硝酸中的一部分氮原子还原成氮气或其他氮气化物。

这个反应可以概括为:
金属+ 硝酸→金属离子+ 氮气气体+ 水
2.金属氧化:在硝酸的氧化环境下,金属表面的原子会失去电子,被氧化成金属离子。

这些金属离子溶解在硝酸中,形成金属离子的硝酸盐。

3.氮氧化物生成:硝酸中的一部分氮原子会被还原成氮气气体(N2)或其他氮气化物。

这些产物通常以气体形式逸出。

4.腐蚀反应:金属被氧化后,金属离子会进入硝酸中,形成金属离子的盐。

这会导致金
属表面的腐蚀,使其变薄、变弱,甚至形成孔洞。

需要注意的是,硝酸对金属的腐蚀速度和程度取决于多种因素,包括硝酸浓度、温度、金属类型等。

一些金属可能会因为形成氧化膜而抵御部分腐蚀,但在较强的硝酸中仍然会发生氧化反应。

硝酸腐蚀金属的原理是通过氧化还原反应,将金属表面的原子氧化成金属离子,并产生氮气气体或其他氮气化物。

这个过程导致金属的腐蚀和变化。

金属与硝酸反应有关计算的解题技巧

金属与硝酸反应有关计算的解题技巧

金属与硝酸反应有关计算的解题技巧金属与硝酸的反应是一种典型的氧化还原反应,涉及的计算知识面广,对初学者来说难度较大。

本文旨在总结解题规律和技巧。

一、指导思想1.由浓变稀的思想金属与一定量的浓硝酸反应时,随着反应过程中硝酸的不断消耗和反应生成的水不断增加,硝酸的浓度逐渐降低。

金属与浓稀硝酸的反应产物不同。

因此,当题目中浓硝酸是定量或适量时,要考虑酸由浓变稀的问题。

2.氮元素的守恒思想硝酸和不活泼金属反应一般生成硝酸盐和氮氧化物。

在此,硝酸担当了两个角色:酸和氧化剂。

如果分别知道了二者的物质的量,也就知道了总消耗的硝酸的物质的量。

例如,3Cu +8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O反应中,当3mol铜和8mol硝酸反应时,作为酸的硝酸的物质的量=6mol,即金属的物质的量与金属的化合价的乘积(3mol×2);作为氧化剂的硝酸的物质的量=2mol,即NO的物质的量。

2mol + 6mol =8mol,即硝酸的总物质的量。

特别提出的是:当铜和浓硝酸反应气体产物是NO2时,同样存在作为氧化剂的硝酸的物质的量等于气体的物质的量的定量关系。

也就是说,当硝酸由浓变稀得到NO和NO2的混合气体产物时,也同样存在上述1:1的定量关系。

在这里体现了N元素守恒的思想。

二、典例解析1.元素守恒法例1:38.4mg铜与适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4mL气体(STP),反应消耗的硝酸的物质的量可能是:A.1.0×10^-3mol。

B.1.6×10^-3mol。

C.2.2×10^-3mol。

D.2.4×10^-3mol解析:由题意知,浓硝酸是适量的,存在由浓变稀的问题。

即气体可能是NO和NO2的混合物。

但这并不影响解题。

由N元素守恒的思想可将硝酸一分为二:一是作为酸的硝酸的物质的量=金属的物质的量×金属的化合价=38.4/64×2×10^-3mol;二是作为氧化剂的硝酸的物质的量=22.4/22.4×10^-3mol,二者之和为2.2×10^-3mol,即反应消耗的硝酸的物质的量。

高中化学硝酸的相关计算

高中化学硝酸的相关计算

2.硝酸与金属铁及其化合物的反应
铁具有可变化合价。铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铁,当铁过量时,生反应Fe+ 2Fe3+===3Fe2+,即过量的铁与硝酸反应生成硝酸亚铁。
“恰好完全反应”——铁与HNO3作用时常见到“恰好完全反应”这一说法,对“恰 好完全反应”的理解是铁和硝酸都不剩余。假定硝酸的量一定,则与铁完全反应时 铁的物质的量为一个范围,即生成Fe3+,或Fe2+,或Fe3+和Fe2+的混合物,而涉及该 问题的试题往往要用极端假设法解决。
例1:将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混 合气体在标准状况下的体积为11.2 L。求NO和NO2的体积为多少?
解:设混合气体中NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y。n(Cu)=0.51 mol 根据气体在标准状况下的总体积为11.2 L,有:①x+y=0.5 mol。 根据得失电子守恒,有:②3x+y=(0.51×2) mol。
3.硝酸与金属反应的相关计算规律 硝酸与金属反应时,金属被氧化生成金属阳离子,硝酸被还原为低价氮的化合物。 所遵循的规律必须符合三个守恒和一个依据。 ①得失电子守恒;②原子守恒;③溶液中要符合电荷守恒。
“ 一个依据 ”— 离子方程式
①得失电子守恒法 HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属 失电子的物质的量。
的硝酸的物质的量可能是多少?
思路:由N原子守恒 Cu ~ 2HNO3 ~Cu(NO3)2 n(HNO3) = 2×n[Cu(NO3)2] + n(NOx) =2×0.0006 +0.001 =2.2×10-3 mol
练习2:待产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+ 全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为?步步高P118第(3)

浓硝酸与金属反应的规律

浓硝酸与金属反应的规律

浓硝酸与金属反应的规律聊聊浓硝酸与金属那些事儿你知道吗?在化学的世界里,浓硝酸和金属那可是有着说不完的故事。

它们之间的反应,就像是武侠小说里的高手对决,充满了刺激和惊喜。

想象一下,你手里拿着一瓶浓硝酸,那可不是一般的酸,而是个“狠角色”。

它无色透明,却藏着强烈的氧化性,仿佛随时准备给遇到的金属来个“下马威”。

而另一边,金属们也是各有千秋,有的坚韧不拔,有的则温柔如水,但它们都有一个共同点——遇到浓硝酸,都得小心应对。

就拿铜来说吧,这家伙平时挺沉稳的,但在浓硝酸面前,就像是被点中了穴位,一下子变得活泼起来。

它们一碰面,就开始了一场激烈的“化学反应大战”。

浓硝酸像是个凶猛的斗士,不断向铜发起攻击,而铜呢,也不甘示弱,拼尽全力进行抵抗。

但无奈浓硝酸太过强大,最终铜只能缴械投降,变成了蓝色的硝酸铜溶液,同时释放出红棕色的二氧化氮气体,那场面,简直就像是一场绚丽的烟火表演。

而铁这位“硬汉”,在面对浓硝酸时,却表现出了另一种姿态。

一开始,它似乎对浓硝酸的挑衅无动于衷,就像是在说:“你来吧,我不怕你!”然而,随着时间的推移,铁也开始慢慢被侵蚀,表面逐渐变得斑驳。

虽然它不像铜那样迅速败下阵来,但那份坚持,最终还是没能抵挡住浓硝酸的猛烈攻势。

最终,铁也被氧化成了硝酸铁,同样释放出了二氧化氮气体。

当然啦,并不是所有的金属都那么“不幸”。

有些金属,比如铂和金,就像是化学世界里的“隐士”,对浓硝酸的挑衅完全不放在心上。

无论浓硝酸如何挑衅,它们都能保持自己的本色,不为所动。

这大概就是所谓的“真金不怕火炼”吧!这些金属与浓硝酸的反应,就像是生活中的种种挑战。

有的时候,我们可能会像铜或铁那样,面对强大的对手,不得不选择妥协;但有的时候,我们也可以像铂和金那样,坚守自己的原则,不为外界所动。

而且你知道吗?这些化学反应背后,还藏着许多科学原理呢!比如氧化还原反应、电子转移等等。

这些原理就像是化学世界的“武林秘籍”,掌握了它们,我们就能更好地理解这些金属与浓硝酸之间的“恩怨情仇”。

硝酸与还原性物质反应的规律和计算

硝酸与还原性物质反应的规律和计算

硝酸与还原性物质反应的规律和计算孙芙蓉老师一、硝酸与金属反应的规律1、金属与硝酸反应一般不放出H2。

浓HNO3一般被还原为NO2,稀HNO3一般被还原为NO¸极稀的HNO3可被还原成NH3与HNO3反应生成NH4NO3。

2 、反应中硝酸部分作氧化剂被还原,部分起酸的作用生成硝酸盐。

生成NO2时被还原的硝酸占½, 生成NO时被还原的硝酸占¼生成N2O时被还原的硝酸占1⁄5,生成NH4NO3时被还原的硝酸占1⁄103、铁与硝酸反应先生成Fe(NO3)3,若铁过量,Fe(NO3)3再与Fe反应生成Fe(NO3)2。

二、非金属与硝酸反应的规律非金属与硝酸反应,硝酸只表现氧化性全部被还原,不再表现酸性。

三、硝酸遇还原性化合物时显氧化性,遇非氧化性化合物时显酸性。

如HNO3遇FeO先发生复分解反应生成Fe(NO3)2,HNO3显酸性,Fe(NO3)2再被HNO3氧化成Fe(NO3)3,HNO3显氧化性。

四、硝酸参与的氧化还原反应的计算的常见方法:1、电子守恒法例1某单质能与浓硝酸反应,若参加反应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4,则该单质被氧化后的氧化产物中元素化合价可能为()A 、+1 B、+2 C、+3 D、+4分析:当单质(M)是非金属单质时,HNO3全部被还原成NO2,设氧化产物中M元素的化合价为x,根据反应中电子得失相等,则0 +x +5 +41M→1M 4HNO3→4NO21(x-0)=4(5-4) x=4,选项D可以。

当单质(M)是金属单质时,一部分起酸性作用生成M (NO3)x,一部分被还原生成NO2,0 +x +5 +41M→M(NO3)x(4-x)HNO3→(4-x)NO21(x-0)= (4-x)(5-4) x=2,选项B可以。

答案BD2、原子守恒法例2 38.4mg Cu跟适量的浓硝酸反应,Cu全部作用后,在标准状况下收集到气体22.4ml (不考虑NO2和N2O4的转化),则消耗的HNO3的物质的量为()A、1.0×10-3molB、1.6×10-3molC、2.2×10-3molD、2.4×10-3mol分析:反应完全后,溶液中NO3-和生成的气体(NO2、NO)中N原子的物质的量之和等于原HNO3的物质的量。

有些酸为什么与金属反应不会产生氢气

有些酸为什么与金属反应不会产生氢气

硝酸:当某些金属(如Mg、Zn)与小于2mol/L的硝酸反应时,还会产生一定量的氢气硝酸和金属反应的规律:⑴在金属活动性顺序表中,位于氢后面的金属如铜、汞、银等,跟浓硝酸反应说,主要得到NO2,跟稀硝酸反应时,主要得到NO⑵在常温下Fe、Co、Ni、Al等金属在浓硝酸中发生“钝化”.这些金属与稀硝酸作用主要生成N2O(也有人认为是NO).如与更稀的硝酸则生成氨(NH3)(Co在同样的条件下生成氮气)⑶Mg、Zn等金属跟不同浓度的硝酸作用能得到氮的不同低价太的还原产物.例如当硝酸中HNO3的质量分数为9%——33%时,反应按下式进行4Zn+10HNO3===4Zn(NO3)2+5H2O+N2O若硝酸更稀,反应生成氨,氨跟硝酸进一步反应生成硝酸铵4Zn+10HNO3===4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O⑷Au、Pt、Ir(铱)、Rh(铑)等重金属跟浓硝酸都不反应,因为它们特别稳定,不易被氧化.⑸Sn、Sb(锑)、W(钨)、V(钒)等金属与浓硝酸作用,生成金属氧化物,而不是硝酸盐(因为这些金属氧化物不溶于硝酸,反应不再继续)碳酸:如果是像铁、锌这样的不是很活泼金属比较难,因为碳酸是弱酸,反应速率和氢离子浓度有关,碳酸中氢离子的浓度比较小,反应速率和氢离子浓度有关,所以反应会很慢,如果慢到一定程度就认为不反应了。

所以通常认为碳酸和铁、锌这样的不是很活泼金属是不反应的。

但是如果你镁、钠、钾这样活泼的金属是可以和碳酸反应生成氢气的。

像钠和钾,别说是碳酸,就算是水也可以反应生成氢气。

但是如果有空气中的氧气参与反应,碳酸可以和一些不活泼的金属反应,例如和铜反应生成绿色的碱式碳酸铜,这就是铜在空气中会生锈的原因,但是这个反应不生成氢气。

所以和上面的情况不同。

浓硫酸:加热状态下几乎所有金属都会与浓硫酸反应(除了金与铂)而生成物一般是水+硫酸XX (例如硫酸铝硫酸铁)+不确定的硫化物最后一个要看浓硫酸的浓度和加热程度可以生成二氧化硫硫硫化氢也可能有其中两种一般来说越浓的硫酸生成物越向硫化氢靠近硫酸在浓度较高情况下硫酸根氧化性高于氢离子显出很强的氧化性如果你要问为什么。

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四、比例守恒 7.一定量的铁粉恰好完全溶解与 L 1mol/L的稀硝酸中, 一定量的铁粉恰好完全溶解与2 的稀硝酸中, 一定量的铁粉恰好完全溶解与 的稀硝酸中 则被还原的硝酸的物质的量是 C A.1.0 mol B.0.8 mol C.0.5 mol . . . D.无法确定 . 规律7. 规律 若金属与浓硝酸反应只生成NO2时,则被还原的硝酸 时 若金属与浓硝酸反应只生成 占参加反应的硝酸总量的 1/2,若金属与稀硝酸反应只生 , 成NO时,则被还原的硝酸占参加反应的硝酸总量的 1/4。 时 。 8.若35.4 g 铜银合金与2 L 0.5 mol/L 的硝酸溶液恰好完 若 铜银合金与 全反应,则收集的NO在标准状况下的体积是 C 全反应,则收集的 在标准状况下的体积是 A.11.2 L B.6.27 L C.5.6 L D.无法确定 . . . .
3.现有 mol NO2和n mol NO组成的混合气体, 现有m 组成的混合气体, 现有 组成的混合气体 溶液吸收, 欲用 a mol/L NaOH溶液吸收,使该混合气体全部 溶液吸收 转化成盐进入溶液,至少需要a 转化成盐进入溶液,至少需要 mol/L NaOH溶液 溶液 的体积为 D (已知:2NO2 + 2NaOH === NaNO3 + NaNO2 + 已知: 已知 H2O;NO2 + NO + 2NaOH === 2NaNO2 + H2O ) ; A.m/a L B.2m/3a L . . C.2(m+n)/3a L D.(m+n)/a L . .
9.将同温同压下的 、NO2、O2的三种气体按以 将同温同压下的NO、 将同温同压下的 、 的三种气体按以 下体积比混合后通入水中,气体不能完全溶于水的 下体积比混合后通入水中, 是 B A.1 : 1 : 1 B.1 : 2 : 1 C.5 : 1 : 4 . . . D.6 : 2 : 5 . 规律8. 规律 NO、NO2、O2的混合气体溶于水时,可发生如下反应: 的混合气体溶于水时,可发生如下反应: 、 NO2 + O2 + 2H2O === 4HNO3、4NO + 3O2 + 2H2O === 4HNO3 以上两个反应均相当于:2N2O5 + 2H2O === 4HNO3,故 以上两个反应均相当于: NO、NO2、O2的混合气体中 、O原子个数比等于 : 5时, 的混合气体中N、 原子个数比等于 原子个数比等于2 时 、 则气体可恰好完全溶于水。 则气体可恰好完全溶于水。
(钝化是一种化学反应,是形成了一层致密的氧化膜。) 钝化是一种化学反应,是形成了一层致密的氧化膜。)
硝酸与金属反应的规律小结
b,与非金属的反应 b,与非金属的反应
c,与还原剂的反应 c,与还原剂的反应
④王水 1∶3 混合即配制成王水, 浓硝酸和浓盐酸按体积比 1∶3 混合即配制成王水, 它的氧化性比硝酸更强,能溶解金、铂等金属。 它的氧化性比硝酸更强,能溶解金、铂等金属。
HNO3
一.物理性质
(1)纯净硝酸为 挥发、 (1)纯净硝酸为 无 色、 易 挥发、有 刺激性 体。 (2)硝酸低沸点(83°C),在空气中遇水蒸气呈白雾状。 (2)硝酸低沸点(83°C),在空气中遇水蒸气呈白雾状。 硝酸低沸点(83 (3)95%以上的浓硝酸称为“ (3)95%以上的浓硝酸称为“ 以上的浓硝酸称为 酸称为 浓 硝酸。 硝酸。
发烟
气味的液
硝酸” 69%的硝 硝酸”,69%的硝
①发烟硝酸发出的烟实质 上是雾, 上是雾,是由硝酸遇空气 中的水蒸气形成的小液滴 浓盐酸挥发出的HCl在 ②浓盐酸挥发出的 在 空气中也形成白雾
二.化学性质
硝酸具有酸的通性。 1,强酸性:硝酸具有酸的通性。
2,不稳定性
中的黄色物质为NO 可充入O 除去, 浓HNO3中的黄色物质为NO2,可充入O2除去, 发生如下反应:4NO2+O2+2H2O===4HNO3。 发生如下反应:
二、电子守恒 4. 1.92 g Cu投入一定量的浓 投入一定量的浓HNO3中,铜完全 投入一定量的浓 中 溶解,生成气体的颜色越来越淡,共收集到672 溶解,生成气体的颜色越来越淡,共收集到 mL 气体(标准状况)。将盛有此气体的容器倒 气体(标准状况)。 )。将盛有此气体的容器倒 扣在水中,容器内液面上升, 扣在水中,容器内液面上升,再通入标准状况下 一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水中, 一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水中,则 通入O 通入O2的体积是 C A.504 mL B.168 mL C 336 mLD.224 mL . . . 5. 14gCu、Ag合金与足量的某浓度的硝酸反应, 合金与足量的某浓度的硝酸反应, 、 合金与足量的某浓度的硝酸反应 将放出的气体与1.12 L(标准状况)O2混合, 将放出的气体与 (标准状况) 混合, 通入水中恰好全部被吸收,则合金中Cu的质量 通入水中恰好全部被吸收,则合金中 的质量 是 C A.9.6 g B.6.4 g C.3.2 g D.无法计算 . . . .
硝酸中的计算技巧 一、原子守恒 1.38.4 mg Cu与适量的浓 与适量的浓HNO3反应,铜全部反应 反应, 与适量的浓 共收集到22.4 mL气体(标准状况),反应消 气体( ),反应消 后,共收集到 气体 标准状况), 耗的硝酸的物质的量可能是 C A.1.0×10-3 mol B.1.6×10-3 mol . × . × C.2.2×10-3 mol D.2.4×10-3 mol . × . × 2.1.92 g Cu与适量的浓 与适量的浓HNO3反应,随着反应的进 反应, 与适量的浓 所生成气体的颜色也逐渐变浅。 行,所生成气体的颜色也逐渐变浅。当铜反应完 毕后,共收集到1.12 L气体(标准状况),则反应 毕后,共收集到 气体(标准状况),则反应 气体 ), 中消耗HNO3的物质的量可能为 B 中消耗 A.0.12 mol B.0.11 mol C.0.08 mol . . . D.0.16 mol .
三、电荷守恒
6.铜和镁的合金 铜和镁的合金4.6 g完全溶于浓硝酸,若反应中 完全溶于浓硝酸, 铜和镁的合金 完全溶于浓硝酸 硝酸被还原只产生4480 mL的NO2气体和 气体和336 mL 硝酸被还原只产生 的 N2O4气体(都已折算到标准状况),在反应后的 气体(都已折算到标准状况), ),在反应后的 溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液, 溶液中,加入足量的氢氧化钠溶液,生成沉淀的 质量为 B A.9.02 g B.8.51 g C.8.26 g D.7.04 g . . . . 规律6. 规律 金属单质完全溶于硝酸中, 金属单质完全溶于硝酸中,其失去的电子的 - 物质的量,等于金属离子所结合的NO3-的物质的 物质的量,等于金属离子所结合的 也等于金属离子所结合的OH 的物质的量, 量,也等于金属离子所结合的 -的物质的量, 即: - n(e-) = n(NO3-) =n(OH-)。 。
规律4. 规律 一定量的Cu完全溶于浓硝酸中 完全溶于浓硝酸中, 一定量的 完全溶于浓硝酸中,所产生的 气体与一定量的O 混合后恰好完全溶于水时, 气体与一定量的 2 混合后恰好完全溶于水时,消 的量只取决于Cu的物质的量 的物质的量, 耗O2的量只取决于 的物质的量,即2 n(O2) = n(Cu) 规律5. 规律 金属与硝酸反应所生成的氮的氧化物在与O 金属与硝酸反应所生成的氮的氧化物在与 2 混合后用水恰好完全吸收时,消耗O 混合后用水恰好完全吸收时,消耗 2的量只取决 于消耗金属的量,可依据得失电子守恒建立等式, 于消耗金属的量,可依据得失电子守恒建立等式, 即: n(M)×a =n(NO2) + 3n(NO) = 4 n(O2) (a为金属 × 为金属 M的化合价 的化合价) 的化合价
3,强氧化性 a.与金属的反应 Au、Pt外 a.与金属的反应(除Au、Pt外)
10.在100 mL 混合溶液中 HNO3 和 在 混合溶液中, H2 与浓 稀硝酸均能起反应, (1)Cu与浓、稀硝酸均能起反应, 0.4 与浓、 (1)CuSO4 的物质的量浓度分别是 其反应方程式分别 mol/L, 0.1 mol/L 向该混合液中加入 为: 1.92 g铜粉 加热待充分反应后 所得溶 铜粉,加热待充分反应后 铜粉 加热待充分反应后,所得溶 的物质的量浓度是( 。 液中 Cu2+ 的物质的量浓度是 BO ; Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2)。 A.0.15 B. 0.225 C. 0.35 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 。 D. 0.45 (2)铁 铝遇冷的浓HNO 故可用铁、 (2)铁、铝遇冷的浓HNO3能发生 钝化 ,故可用铁、 铝容器运输冷的浓HNO 铝容器运输冷的浓HNO3。
规律1. 规律 反应中被还原的硝酸的物质的量等于反应中生 成的NO2和NO气体的物质的量之和。 气体的物质的量之和。 成的 和 气体的物质的量之和 规律2. 规律 金属与硝酸反应时,生成的气体( 金属与硝酸反应时,生成的气体(NO2和NO) 和 ) 的物质的量、生成的M(NO3)x中所含的氮元素的物质 的物质的量、生成的 中所含的氮元素的物质 的量与剩余的硝酸的物质的量三者之和等于原硝酸的 物质的量。 物质的量。 规律3. 规律 金属与硝酸反应时,若生成的气体NO2、NO恰 金属与硝酸反应时,若生成的气体 恰 好完全溶于NaOH溶液中,由于生成物 溶液中, 好完全溶于 溶液中 由于生成物NaNO3、 中的Na 原子个数比为1 , NaNO2中的 +与N原子个数比为 : 1,则n(NaOH) 原子个数比为 = n(NO2) + n(NO)。 。
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