硝酸与还原性物质反应的规律和计算.docx

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HNO可被还原成NH与HNO反应生成NH NO3 3 3 4 32、 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％ ,生成NO时被还原的硝酸占％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NO, 20 +x +5 +41M—M(NO3) (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、1.0X10-3mol B、1.6X10-3mol C、2.2X10-3mol D、2.4X10-3mol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的物质的量标准状况下 22.4ml气体的物质的量为 1.0X10-3mol，Cu(NO「2的物质的量与Cu的物质的相等，都为38.464X 10-3mol， 则消耗HNO的的物质的量为 31.0X10-3mol+38.4 64X 10-3mol=2.2X10-3mol答案 C3、离子方程式法金属与HNO、HSO的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO-在H SO提供H+的条 3 2 4 3 2 4件下继续与金属反应，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-进行有关计算，且溶液中要符合电荷守 恒。

例3 在 100ml1.2mol・L-1HNO、2.0 mol・L-1HSO 的混合酸中，加入25.6Cu，充 3 2 4分反应后，Cu2+物质的量浓度为(忽略反应前后溶液体积的变化)()A、4.0mol・L-1 B、1.95mol・L-1 C、1.8mol・L-1 D、2.0mol・L-1分析 n(Cu )=25.6/64 mol=0.4 moln(H+ )= 1.2mol・L-1 X0.1L+2.0 mol-L-1 X2X0.1=0.52 moln(NO3- )= 1.2mol・L-1 X0.1L=0.12 mol3Cu + 8H+ + 2NO「= 3Cu2++2NOf+4H2O3 8 2 30.4 mol 0.52 mol 0.12 mol n(Cu2+ )经判断，Cu和H+都过量，NO3-反应完，根据NO3-进行计算：2Xn(Cu2+ )=3X0.12moln(Cu2+ )= 0.18 molc(Cu2+ )=1.8 mol-L-i4、终态分析法例4 a g铁粉与一定量的硝酸在一定条件下充分反应，将生成的气体与标准状况下b LO2的混合，恰好能被水完全吸收，则a与b的关系可以是()A、b>0.3 B、b<0.2 C、O.2avbv0.3a D、无法确定分析 题中硝酸的浓度和用量均未知，因此，Fe与HNO反应的产物也就难以 3确定，生成的产物中可能含有Fe(NO3)3、Fe(NO3)2，或二者的混合物；生成的气 体可能有no2、N2O4、NO，也可能是它们之间的两种或三种和混合物，但从开 始到终态来看，HNO3的还原产物即生成的气体与b LO2混合后，恰好被水完全吸 收，最终生成的仍是HNO3，相当于b LO2把a g铁粉氧化为+2或+3价化合物。

得到x mole- 失去xmole-HNO NO、N O、NO —HNO3 2 2 4 3bLO2得到 x mole-失去 a/56X3moie- 失去 a/56X2mole-a g Fe Fe(NO3)3 或 a gFe —Fe(NO )3 2即 b/22.4 X2X2= a/56X3，b=0.3ab/22.4X2X2= a/56X2，b=0.2a答案C5、极端假设法涉及混合物组成成分的有关计算，有时通过常规的方法难以形成解题的思路 时，借助于极端假设法往往是达到解题目的的一种有效方法该法是依据题设的 条件，从某种极限状态去分析某个量的取值范围，然后对问题做出推理和判断的 解题方法例5 0.03mol Cu完全溶于硝酸，，产生氮的氧化物(NO2>盐4、NO)混合气体 共0.05mo l,该混合气体的平均相对分子质量可能为()A.、30 B、46 C、50 D、66分析 0.03mol Cu完全溶于硝酸后失去0.06mole-，生成的气体是0.05mol，平均每生成1mol气体转移1.2mole-，而产生1mol NO2> NQ、NO，分别可得到 Imole-、2mole-、3mole-。

由于1.2介于1~2或1 ~3之间，从极限的角度考虑，氮的 氧化物有两种可能组合：(1)NO和N O，由十字交叉法得：22 4NO210.841.2—NO20.212 4n(NO)/2n(NO)=4:12 4M=(4x46+1x92)/(4+1)=55.2(2) NO和NO，由十字交叉法得:2NO11.8921.2—NO30.21n(NO)/ n(NO)=9:1 2M=(9 x46+1x 30)/(9+1)=44.4由平均值原则可知，原混合气体的平均相对分子质量介于44.4〜55.2之间答案B C。