2022年2022年金属及其化合物与硝酸反应的计算题的解题方法与技巧 .pdf

1 金属及其化合物与硝酸反应的计算题的解题方法与技巧近几年来的四川理综高考化学科目中，涉及金属及其化合物与硝酸的反应的有关计算频繁出现，且都出现在选择题的最后一个小题，分值 6 分，考察学生对化学计算中守恒思想的综合应用能力及学生的思维能力，区分度较高，成为化学高考的压轴题之一。那么这类题从哪入手分析呢？从笔者的教学经验实践看，抓住硝酸的“去向”，紧扣守恒思想，不失为一解题捷径。金属及其化合物的反应，主为氧化还原反应，硝酸的“去向”，不外乎三个方面：做氧化剂一般被还原为氮氧化物，大都为 NO、NO2、N2O4等；起酸性作用，生成对应的硝酸盐；再则为没反应完的剩余硝酸。根据守恒思维，可列出相关等式：氧化剂硝酸：由氮元素守恒有：n(HNO3)氧=n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)若有其他还原产物，可类似处理。由电子守恒可列出反应的金属和还原产物间的关系：n(金属)金属化合价=3n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)起酸性作用的硝酸，可用电荷守恒列出：n(HNO3)酸=n(金属)金属化合价若反应后的混合物加入NaOH 溶液使金属离子刚好被沉淀，则有：n(NaOH)=n(HNO3)酸+n(HNO3)余（此时溶液中溶质只有NaNO3,电荷守恒）沉淀金属离子耗的n(OH-)等于氧化还原反应中转移的电子的物质的量说明：仅适用于金属单质与硝酸的反应，不适用于有金属化合物参与的同硝酸的反应；n(OH-)为已扣除中和过量硝酸的OH-。综合以上列式，基本可以解出选项所需的答案例 1.（2013.四川高考7）1.52g 铜镁合金完全溶解于50mL 密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和 N2O4的混合气体1120mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入 1.0mol/LNaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时，得到2.54g 沉淀，下列说法不正确的是A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2 1 B.该浓硝酸中 HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L C.NO2和 N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%D.得到 2.54 沉淀时，加入NaOH 溶液的体积是600mL 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -2【解析】由c=（1 000w）/M，将数据代入可知B 选项正确。设 Cu、Mg 的物质的量分别为x、y，则17(2x+2y)=2.54-1.52 解得 x=0.02、y=0.01，故 A 选项正确。Cu、Mg 失去电子的物质的量共为0.06mol，根据得失电子守恒(N+5N+4)，应得到 0.06 mol NO2，现得到 0.05mol 的混合气体，是因为 2NO2=N2O4，由差量法可得生成的 N2O4为 0.01mol，则 NO2为 0.04mol，故 C 选项正确。生成0.03molCu(OH)2、Mg(OH)2在消耗NaOH方面，可看成一种物质沉淀共消耗NaOH 0.06mol，需 1.0 mol L-1 的 NaOH 60 mL，故 D 错。【答案】D 例 2。（2012 四川高考13）向 27.2Cu 和 Cu2O 的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成 NO 和 Cu（NO3）2。在所得溶液中加入1.0mol/L 的 NaOH 溶液 1.0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是A.Cu 与 Cu2O 的物质的量之比为2:1 B 硝酸的物质的量浓度为2.6mol/L C.产生的 NO 在标准状况下的体积为4.48L D.Cu、Cu2O 与硝酸反应后剩余HNO3为 0.2mol 【解析】本题考查化学计算。根据题意知最后得到的沉淀是Cu(OH)2，其质量是39.2 g，则 n(Cu(OH)2)=0.4 mol，n(Cu)=0.4 mol，即原化合物中的n(Cu)等于 0.4 mol，设原化合物中的 Cu 和 Cu2O 的物质的量分别是x、y，则有 x2y=0.4 mol，64x144y=27.2 g，解得 x=0.2 mol，y=0.1 mol，物质的量之比等于2:1，A 正确；反应后得到溶质是NaNO3，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -3 则表现酸性的硝酸与氢氧化钠的物质的量相等，即1 mol，0.2 mol Cu 和 0.1 mol Cu2O 被硝酸氧化时共失去(0.40.2)mole，则有0.2 mol 的硝酸被还原为NO，所以硝酸的总物质的量是1.2 mol，浓度是 2.4 mol/L，B 错；产生的 NO 为 0.2 mol，标准状况下体积是4.48 L，C 正确；原混合物与硝酸反应生成Cu(NO3)2，n(Cu)=0.4 mol，所以 n(NO3-)=0.8 mol，被还原的硝酸是0.2 mol，硝酸的总物质的量是1.2 mol，所以剩余硝酸0.2 mol，D 正确。答案：B 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -