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+4HNO?＝Zn(NO?)?+2NO?↑+2H?O
（2）锌与中等浓度的硝酸：3Zn+8HNO?＝3Zn(NO?)?+2NO↑+4H?O
（3）与一般稀硝酸4Zn＋10HNO?＝4Zn(NO?)?＋N?O↑＋5H?O
（4）与较稀硝酸反应：5Zn＋12HNO?＝5Zn(NO?)?＋N?↑＋6H?O
（5）与极稀硝酸反应：4Zn+10HNO?＝4ZN(NO?)?+NH?NO?+3H?O
二、硝酸与金属反应的计算方法
1．原子守恒法
HNO?与金属反应时，一部分HNO?起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂，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HNO?中氮原子的物质的量。
2．得失电子法
HNO?与金属的反应属于氧化还原反应，HNO?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?过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有：
（代表金属离子）。
4．离子方程式计算法
金属与H2SO4，HNO?的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO在H2SO4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进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
【典例精析】
1．铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO、N2O4、NO2的混合气体，这些气体与2.8LO2(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。则消耗铜的质量为()
A．16g B．64g C．32g D．无法计算
EMBEDEquation.DSMT42．200mL硝酸与一定量铝铁合金反应生成3.36LNO（标况），向反应后的溶液中加入150mL3mol·L-1的NaOH溶液，使铝铁元素恰好全部转化为沉淀，则原硝酸的浓度是
A．3mol·L-1 B．2.25mol·L-1 C．1.5mol·L-1 D．无法计算
EMBEDEquation.DSMT4【专题精练】
1．将9.0g铜和铁的混合物投入100mL稀硝酸中并加热，充分反应后得到标准状况下1.12LNO，剩余4.8g金属；继续加入100mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12LNO。若向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是()
A．原混合物中铜和铁的物质的量均为0.075mol
B．反应前稀硝酸的物质的量浓度无法计算
C．若向上述最后所得溶液中再加入足量稀硝酸，还可得到标准状况下1.12LNO
D．第一次与100mL稀硝酸反应后剩余的4.8g金属为铜和铁
EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT42．铁粉和铜粉的均匀混合物平均分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO)：
编号
①
②
③
④
稀硝酸体积/mL
100
200
300
400
剩余金属/g
18．0
9．6
0
0
NO体积/mL
2240
4480
6720
V
下列计算结果正确的是（）
A．①中溶解了5．6gFe B．硝酸的浓度为0．4mol/L
C．②中溶解了9．6gCu D．④中V=8960
3．将mg的镁、铜合金加到一定量的稀硝酸中，金属完全溶解（假设反应中还原产物全部是NO）．向反应后溶液中加入5mol/LNaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金质量增加10.2g，则下列叙述正确的是
A．当金属全部溶解时，无法计算出参与反应的硝酸的物质的量
B．7.2＜m＜19.2
C．当金属全部溶解时，收集到NO气体的体积一定为4.48L
D．当生成沉淀的量达到最大值时，消耗NaOH溶液的体积为120mL
4．把0.3mol铜完全溶解于某浓度的硝酸中收集到0.3mol气体，则反应消耗硝酸的物质的量为