【新教材】2020-2021学年高一化学人教版（2019）必修第二册5.2.4硝酸与金属计算专题 课件（共13张ppt）

5.2.4金属与硝酸反应的计算专题
1、原子守恒法
2、电子得失守恒法
3、电荷守恒法
4、利用离子方程式计算法
计算方法:
1、原子守恒法
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O
HNO3与金属反应时，一部分HNO3起酸的作用以NO3-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HNO3物质的量。
n(反应的硝酸)= n(被还原的硝酸)+ n(未被还原的硝酸)
= n(被反应的硝酸)+2n(Cu2+)
例.25.6mgCu跟含有1.4×10-3 mol的硝酸恰好完全反应,反应完毕后收集到的气体在标准状况下的体积为( )
A．7.84 mL B．13.44 mL
C．15.68 mL D．17.92 mL
B
解析：扩放数据,简化计算
n(Cu)=0.4mol,生成0.4molCu(NO3)2,故生成
气体为1.4mol-0.4mol×2=0.6mol，气体体积为
0.6×22.4=13.44L。
2、电子得失守恒法
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电子的物质的量。
例.某二价金属与硝酸反应时，金属与硝酸所消耗的物质
的量之比为2:5，则HNO3的还原产物是 （ ）
A.NH4NO3 B.N2O C.NO D.NO2
AB
解析:若二价金属(M)为2mol,生成2molM(NO3)2,未被还原的硝酸4mol,被还原的硝酸1mol,根据得失电子数相等,HNO3中N元素被还原成+1价,应为N2O;NH4NO3中N元素的平均化合价为+1价。答案AB。
HNO3过量时反应后溶液中（不考虑OH-）则有：
c(NO3- )=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子)。
3、电荷守恒法
例.3.2 g铜与过量硝酸反应，硝酸被还原为NO2和NO。反应后溶液中含H+ a mol,则此时溶液中含NO3-的物质的量为__________mol。
解析:
反应后的溶液中溶质是:Cu(NO3)2和HNO3。
n(NO3-)=2n(Cu)+n(H+)=2×0.05+a=(0.1+a)mol
(a+0.1)
4、利用离子方程式计算法
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO 3- 在H2SO4提供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NO3-进行相关计算，且溶液中要符合电荷守恒。
例. 1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量为 ( ) 　
A.2.4g B.3.2g　 C. 6.4g D.9.6g
解析:n(H+)=0.1+0.8=0.9(mol)
n(NO3-)=0.1mol
3Cu + 8H+ + 2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
3mol 8mol 2mol
0.9mol 0.1mol
NO3-不足,溶解n(Cu)=0.15mol;m(Cu)=9.6(g)
B
A.1∶4 B.1∶5 C.2∶3 D.2∶5
练习
1.物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应，若硝酸被还原的产物为N2O，反应结束后锌没有剩余，则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是(　　)
答案　A
A.0.15 mol·L－1 B.0.2 mol·L－1
C.0.075 mol·L－1 D.0.45 mol·L－1
2.将2.56 g铜粉加入100 mL 0.4 mol·L－1的稀HNO3溶液中，加热充分反应后再加入100 mL 0.2 mol·L－1的H2SO4溶液，继续加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度是(忽略溶液体积变化)(　　)
答案　A