金属与酸反应的规律大总结.doc
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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H2。
2、金属活动顺序H前的金属与非氧化性酸反应生成H2。
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H2，而是H2O，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+4HNO3（稀）Fe（NO3）3+NO↑+2H2O
铁过量：
3Fe+8HNO3（稀）3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O
铁与浓硝酸反应，还原产物一般为NO2：
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、1mola价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应，可生成a/2molH2
3、NaMgAl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H2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～1/2H2Zn～2H～H2Al～3H～3/2H2
b、相同质量的不同金属与足量酸反应时，产生H2的体积比等于金属的之比。
即产生的气体Na：
Mg：
Al=1/23：
2/24：
3/27
c、不同化合价的金属与产生的氢气的物质的量之比分别为2：
1，1：
1，2：
3
d、NaMgAl与足量的酸反应，要使产生氢气的量相同，消耗金属的质量最大的是钠,镁次之，铝最少。
三者的物质的量之比为1：
1/2：
3/2=6：
3：
2，质量之比为23：
12：
9
4、金属过量
a.相同物质的量的不同酸与足量金属反应时，产生H2的体积比等于酸的元数之比，与酸的强弱无关。
b.相同质量的不同酸与足量的金属反应时，产生H2的体积比等于之比。
c.过量的金属与等物质的量酸反应时，钠产生氢气的量较多（过量的钠还可以与水反应）美铝产生氢气的量相等且取决于酸中H+的物质的量
例题1.金属钠1.15g跟水反应,得到100mL溶液,试计算：
（1）生成的气体在标准状况下是多少升?
（2）反应后所得溶液的物质的量浓度是多少?
解析：
n（Na）=1.15g/23g/mol=0.05mol
设生成气体的物质的量为n1,生成NaOH的物质的量为n2
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
221
0.05moln2n1
n1=0.025moln2=0.05mol
则生成气体的体积为V=0.025mol×22.4L/mol=0.56L
所得溶液的物质的量浓度是：
c=0.05mol/0.1L=0.5mol/L
例题2.将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100mL1mol/L的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是（ ）
A．1∶2∶3
B．3∶1∶1
C．6∶3∶2
D．1∶1∶1
试题分析：
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，钠与盐酸反应时钠过量，过量的钠与水继续反应生成氢气，生成氢气共0.15mol，镁、铝与盐酸反应时镁和铝均过量，由盐酸计算出生成氢气均为0.05mol。
点评：
钠与盐酸反应时，过量的钠继续与水反应
例题3ag铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后,得到ag铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为（）
A.1：
7B.7：
1C.7：
8D.8：
7
例题4把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后,剩于金属粉末的质量相等,则原溶液中氢离子和硫酸根离子的物质的量浓度之比是（）
A2：
7B3：
8C1：
2D1：
4
解析：
假设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别x，y
三、金属与强氧化性酸反应的计算规律
解答此类试题，应注重下面三个重要的规律：
1、电子守恒
例如：
金属与硝酸反应属于氧化还原反应，N原子得到电子的电子数等于金属原子失去的电子数。
2、原子守恒
例如：
金属与硝酸反应时，根据N原子守恒，硝酸总的物质的量可按下式进行计算：
n（HNO3）=n（金属）×金属元素的化合价+n（NO）+2n（N2O4）+n（HNO3）
3、利用离子方程式进行计算
金属与硝酸和硫酸的混合溶液反应，当金属足量时，不能用金属与硝酸反应的化学方程式进行计算，应用离子方程式进行计算，因为生成的硝酸盐的NO借助H仍然能与金属反应。
4.当化学反应进行时，反应物不断被消耗。
随反应的进行，反应物浓度不断改变，①有的会造成产物的不同。
如，过量Cu放入少量浓HNO3中，开始生成的气体是NO2，后来生成的气体是NO；很稀的HNO3溶液与活泼金属反应还会有H2生成（非信息题可不考虑）。
再如，过量活泼金属（如Zn）与少量浓H2SO4的反应，开始时生成的气体是SO2，后来生成的气体是H2。
②有的反应不再发生。
如，过量Cu与少量浓H2SO4的反应，随反应的进行，浓H2SO4变成了稀H2SO4，Cu与稀H2SO4不再发生反应。
再如，过量MnO2与少量浓盐酸的反应，随反应的进行，浓盐酸变成稀盐酸，不再与MnO2发生氧化还原反应。
③有些本来不能发生的反应，后来能够进行。
如稀H2SO4溅在衣服上，水分蒸发后，变成浓H2SO4，也就能使布料脱水炭化。
硝酸与金属反应的相关计算
1.向50mL18mol·L－1的H2SO4溶液中加入适量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量（ ）
A．小于0.45molB．等于0.45mol
C．在0.45～0.90mol之间D．大于0.45mol
【解析】 浓硫酸与铜可发生氧化还原反应，而稀硫酸与铜不发生反应。
浓硫酸与铜反应时，随着反应进行，其浓度也逐渐下降，当浓硫酸变为稀硫酸时反应就会停止。
因此，参加反应的硫酸实际量要比理论计算值小。
据题意，被还原的硫酸物质的量理论值为n（H2SO4）＝×18mol/L×0.05L＝0.45mol。
答案 A
2.将32.64g铜与140mL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11.2L。
请回答：
（1）NO的体积为________L，NO2的体积为________L。
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·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________mol·L－1
（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。
【解析】
（1）设生成NO的物质的量为x，生成NO2的物质的量为y。
则有。
解得x＝0.26mol y＝0.24mol
V（NO）＝0.26mol×22.4L/mol＝5.824L
V（NO2）＝0.24mol×22.4L/mol＝5.376L。
（2）由原子守恒得：
n（HNO3）＝n（气体）＋n（NaOH）
所以c（HNO3）＝mol·L－1。
（3）由得失电子守恒得：
2×＝2n（H2O2）
解得n（H2O2）＝0.51mol，m（H2O2）＝＝57.8g。
【答案】
（1）5.824 5.376
（2） （3）57.8
3.在100mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.4mol/L和0.1mol/L，向该混合液中加入1.92g铜粉，加热充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度是（ ）
A．0.15mol/LB．0.225mol/LC．0.35mol/LD．0.45mol/L
解析：
选B。
由于本题溶液中存在HNO3、H2SO4，所以c（H＋）>c（NO），而在Cu与HNO3反应中可知，实际参加反应的n（H＋）∶n（NO）＝8∶2，所以要依据离子方程式来计算。
n（Cu）==0.03mol
n（H）=0.1L×0.4mol/L+0.1L×0.1mol/L×2=0.06mol
n（NO）=0.1L×0.4mol/L=0.04mol
由于硫酸的存在，因而可用离子方程式进行计算：
3Cu+8H+2NO3Cu+2NO↑+4H2O
382
0.03mol0.06mol0.04mol
根据过量判断，可根据H进行计算，则：
n（Cu）==0.0225mol
c（Cu）==0.225mol/L故选B
较多时，反应后体积会变小，故变大、变小、不变均有可能。
4．某溶液中含H＋、SO、NO三种离子，其中H＋、SO的物质的量浓度分别为7.0mol/L和2.0mol/L。
取该溶液20mL，加入3.2g铜粉，加热使它们充分反应，产生的气体在标准状况下的体积约是（ ）
A．0.75LB．0.336LC．1.5L D．0.448L
解析：
选A。
根据电荷守恒可得c（NO）＝3mol/L
利用离子方程式计算：
3Cu＋ 8H＋ ＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3mol8mol2mol2mol
mol0.14mol0.06moln（NO）
按上述关系反应时，铜的量不足，故V（NO）＝n（Cu）×22.4L/mol≈0.75L。
5．在Fe、Cu的混合物中，加入一定量的稀硝酸并微热，充分反应后剩余金属ag。
再向其中加入一定量的稀盐酸并加热，充分振荡后剩余金属bg，则（ ）
A．a可能等于b B．a一定小于b
C．a可能大于b D．a一定大于b
解析：
选D。
在含有NO的溶液中加盐酸，相当于硝酸的存在，能够继续氧化金属，所以固体质量减少。
6．将过量铁粉放入100mL2mol/L的HNO3溶液中，假设还原产物只有NO且HNO3完全反应，则参加反应的Fe的质量为（ ）
A．2.8g B．5.6g
C．4.2g D．11.2g
解析：
选C。
Fe先与稀HNO3反应，生成的Fe3＋再与Fe反应：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，总方程式为：
3Fe＋8HNO3（稀）===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，参加反应的HNO3的总的物质的量为0.1×2＝0.2（mol），则参加反应的Fe的质量为×0.2×56＝4.2（g）。
7．100mL2mol/L的稀硝酸与1.92g铜充分反应后：
（1）产生的气
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