金属与酸反应的规律大总结.docx

1、金属与酸反应的规律大总结 Revised as of 23 November 2020金属与酸反应的规律大总结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13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

2、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

3、电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。2、1mol a价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应，可生成a/2 molH23、Na Mg Al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 1/2H2 Zn 2H H2 Al 3H 3/2H2b、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=1/23：2/24：3/27c、不同化合价的金属与产生的氢气的物质的量之比分别

4、为2：1， 1：1， 2：3d 、Na Mg Al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23：12：94、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

5、升（2）反应后所得溶液的物质的量浓度是多少解析：n(Na)=23g/mol=设生成气体的物质的量为n1,生成NaOH的物质的量为n22Na+2H2O=2NaOH+H22 2 1 n2 n1n1= n2=则生成气体的体积为V=mol=所得溶液的物质的量浓度是：c=L例题2. 将钠、镁、铝各 mol分别放入100 mL 1 mol/L的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是()A123B311C632D111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，镁、铝与盐

6、酸反应时镁和铝均过量，由盐酸计算出生成氢气均为。点评：钠与盐酸反应时，过量的钠继续与水反应例题3 a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后,得到a g铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为（ ）：7 ：1 ：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（ ）A 2：7 B 3：8 C 1：2 D 1：4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

7、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，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

8、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。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。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50 mL 18 molL

9、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 mol B等于 molC在 mol之间 D大于 mol【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)18 mol/L L mol。答案A2. 将 g铜与140 mL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 L。请回答：(1)NO的体积为_L，NO2的体积为_L。(2)待产

10、生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a molL1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_molL1(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 moly molV(NO) mol L/mol LV(NO2) mol L/mol L。(2)由原子守恒得：n(HNO3)n(气体)n(NaOH)所以c(HNO3) molL1。(3)由得失电子守恒得：22n(H2O2)解得n(H2O2) mol，m(H2O2) g。【答案】(1)

11、(2)(3)3. 在100 mL混合液中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是 mol/L和 mol/L，向该混合液中加入 g铜粉，加热充分反应后，所得溶液中Cu2的物质的量浓度是()A mol/L B mol/L C mol/L D mol/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)82，所以要依据离子方程式来计算。n(Cu) = = mol n(H) = LL + L2 = mol n(NO) = LL = mol由于硫酸的存在，因而可用离子方程式进行计算：3Cu + 8H + 2 NO

12、3Cu + 2NO + 4H2O3 8 2 根据过量判断，可根据H进行计算，则：n(Cu) = = molc(Cu) = = mol/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 mol/L和 mol/L。取该溶液20 mL，加入 g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 L B L C L D L解析：选A。根据电荷守恒可得c(NO)3 mol/L利用离子方程式计算：3Cu 8H 2NO=3Cu22NO4H2O3 mol 8 mol 2 mol 2 mol mol mol mol

13、 n(NO)按上述关系反应时，铜的量不足，故V(NO)n(Cu) L/mol L。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a g。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b g，则()Aa可能等于b Ba一定小于bCa可能大于b Da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100 mL 2 mol/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 g B gC g D g解析：选C。Fe先与稀HNO3反应，生成的Fe3再与Fe反应：2

14、Fe3Fe=3Fe2，总方程式为：3Fe8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O，参加反应的HNO3的总的物质的量为2(mol)，则参加反应的Fe的质量为56(g)。7100 mL 2 mol/L的稀硝酸与 g铜充分反应后：(1)产生的气体是_，在标准状况下的体积为_L，反应过程中转移的电子数为_mol。(2)若溶液的体积不变，则反应后溶液中的H物质的量浓度为_mol/L，NO物质的量浓度为_mol/L。解析：(1)首先分析Cu和稀HNO3谁过量：n(HNO3) L2 mol/L mol。n(Cu) mol，故铜不足，则产生n(NO) mol，即标准状况下V(NO) mol Lmol

15、1 L。转移的电子数n(e)n(Cu)2 mol2 mol。(2)因为反应消耗n(H) mol，余n(H) mol mol mol，即反应后c(H) mol/L。反应消耗n(NO)n(NO) mol；余n(NO) mol mol mol，即反应后c(NO) mol/L。答案：(1)NO(2)8为了测定某铜银合金的组成，将 g合金溶于80 mL molL1的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体 L(标准状况)并测得溶液中H的物质的量浓度为1 molL1，假设反应后溶液的体积仍为80 mL，计算：(1)被还原的硝酸的物质的量。(2)合金中银的质量分数。解析：(1)HNO3和金属反应时还原得到的产

16、物为NO或NO2，由于试题给出收集到的气体在标准状况下为 L，因此不论其中NO和NO2的相对含量各是多少，其物质的量之和应该跟被还原的HNO3的物质的量相等，即 mol。(2)由于反应后溶液中H的物质的量浓度为1 molL1，可知HNO3剩余且可求出其量。用HNO3的总量减去剩余量就是参加反应的HNO3的量。将参加反应的HNO3的总量减去第(1)小题中所求出的被还原的HNO3的物质的量，剩余的就是反应中与生成的Ag和Cu2成盐的NO的物质的量，也就是成盐的那部分HNO3的物质的量。反应后溶液中c(H)1 molL1，则参加反应的HNO3的物质的量为： molL11 molL1) L mol。与

17、Ag和Cu2结合的NO的物质的量应为：1 mol mol mol。设合金中Ag的质量为x，则：12 mol，解得x g，合金中Ag的质量分数为100%。答案：(1)被还原的硝酸的物质的量为 mol。(2)合金中银的质量分数为%。9. 足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O2(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。若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/L NaOH溶液至Cu2恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是()A60 mLB45 mLC30 mLD15 mL解析铜与浓硝酸反应，铜失去电子，浓硝酸得到电子生成氮氧

18、化物，反应后，这些氮氧化物与氧气和水作用又变为硝酸，故它们把得到的电子又全部转移给了氧气，根据电子守恒有n(Cu)2en(O2)4e4e，解之得n(Cu)，即n(Cu2)n(Cu)；由于铜是足量的，硝酸无剩余，溶液中的溶质只有硝酸铜，根据Cu22NaOH可得：V(NaOH)n(Cu2)2(5mol/L)2(5mol/L)0.06 L，10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()A1:4 B1:5 C2:3 D2:511在浓硝酸中放入铜片： (1)反应开始的化学方程式为_。现象是_(2)若铜

19、有剩余，则反应快要结束时的化学方程式是_。(3)待反应停止时，再加入少量质量分数为25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是_。(4)若将12.8g铜与一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体(NO和NO2的混合物)5.6 L(标准状况下)。则所消耗的硝酸的物质的量是_，所得气体的平均相对分子质量是_。(5)向100 mL pH0的硫酸和硝酸的混合液中投入3.2g铜粉，微热使反应充分完成后，生成NO气体448 mL(标准状况下)。则反应前的混合溶液中硝酸的物质的量浓度为_。解析：有关金属与硝酸反应的计算是高考考查的热点，在解答问题的时候要多从原子守恒和电子守恒的角度进行思考，如硝酸在反应

20、中有两个去处：一个是硝酸盐；一个是NO或NO2气体。在计算时可以从这两个角度入手，解答有关硝酸消耗的题目。n(NOx)，故消耗n(HNO3)2n(Cu)n(NOx)2。设产生NO2的物质的量为x，则NO的物质的量为x)。根据得失电子守恒，得下列方程x1x)32解得：x。41.2gmol1，故所得气体的平均相对分子质量为。(5)n(Cu)、n(H)、n(NO)，依3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O可知生成 NO，消耗 Cu、 H，所以Cu、H过量，NO反应完全，n(HNO3)n(NO)。答案：(1)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O铜片逐渐溶解，溶液逐渐为蓝，有红棕色气

21、体逸出 (2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)加入稀硫酸后，原溶液中的NO与H2SO4提供的H构成具有强氧化性的稀硝酸有了强氧化性的条件，又能与过量的Cu反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(4) (5)L112某稀硝酸中，加入5.6g铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，放出NO气体，溶液质量增加3.2g，所得溶液中Fe2、Fe3的物质的量之比为()A1:1 B2:1 C3:2 D4:113将11.2g MgCu混合物完全溶解于足量的硝酸中，收集反应产生的x气体。再向所得溶液中加入过量的NaOH溶液，产生21.4g沉淀。根据题意推断气体x的

22、成分可能是 ()A NO2和 NOB NO2和 N2O4C NO、 NO2和 N2O4D NO解析：氢氧根离子的质量是g，物质的量为，由电荷守恒知转移的电子数为，根据N元素的化合价变化可知，A转移电子，B转移电子，C转移电子，D转移电子，C项正确。答案：C g铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应,将放出的气体与 L(标准状况下)氧气混合通入水中,恰好全部被水吸收,则合金中铜的质量是()。 g g g g解析:Cu、Ag合金与HNO3反应过程如下:Cu、Ag与HNO3反应是氧化还原反应,Cu、Ag失电子,HNO3得电子,生成NO2或NO。由于NO2、NO、O2都被水吸收生成HNO3,即NO

23、2、NO又将电子转移给O2,所以在整个反应过程中,相当于Cu、Ag失的电子给 mol O2, mol O2得电子物质的量= mol4= mol。设Cu为x mol、Ag为y mol,则有:解之得,所以铜的质量为:m(Cu)= mol64 gmol-1= g。 答案:D15.(1)m g铁屑与含有n g HNO3的硝酸溶液恰好完全反应,若mn=1,该反应的化学方程式为(假设还原产物只有一种,且只生成一种盐)。(2)含n g HNO3的稀硝酸溶液恰好使 g铁粉完全溶解,若有n/4 g HNO3被还原成NO(无其他还原产物),则n的范围为。解析:(1)中铁屑和硝酸的质量之比为1,物质的量之比为512

24、,因此方程式中Fe和HNO3的化学计量数确定下来为5和12。(2)中铁可能全部被氧化成二价,则化学方程式为3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO+4H2O,n的取值为,铁也可能全部被氧化成三价:Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O,n的取值为。答案:(1)5Fe+12HNO35Fe(NO3)2+N2+6H2O (2)n16：铜和镁的合金 g完全溶解于浓硝酸中，若反应中硝酸被还原只产生 L的NO2气体和 L的N2O4气体（都已折算到标准状况下），在反应后的溶液中，加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的质量是（ ）A. g B. g C. g D. g 解析：根据题意，可找到金属与沉

25、淀以及电子转移数之间的对应关系式： Cu Cu(OH)2 2e 2OH Mg Mg(OH)2 2e 2OH由上述关系式可知：合金与沉淀相比较，沉淀的质量等于合金与OH的质量之和，而OH的物质的量又等于反应中电子转移的物质的量，则：n(OH) = n(e) = + = molm(沉淀) = g + mol17 g/mol = g 故选 C 。17. 在铜与稀硝酸的反应中，如果有1 mol硝酸被还原，则被氧化的铜的物质的量为（）A3/8 mol B3 mol C3/2 mol D2/3 mol分析：铜和稀硝酸发生3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO+4H2O，如是很稀的硝酸，可能发生

26、4Cu+10HNO3（稀）=4Cu（NO3）2+NH4NO3+5H2O，结合反应的方程式计算该题解答：解：铜和稀硝酸发生3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO+4H2O，被还原的硝酸等于生成NO的物质的量，则3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO+4H2O 3 2 n 1mol n=3/2mol，如是很稀的硝酸，可能发生4Cu+10HNO3（稀）=4Cu（NO3）2+NH4NO3+5H2O，如果有1mol的硝酸被还原，则被氧化的铜的物质的量为， 只有C符合，18. 铜投入到一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成的气体颜色越来越浅,共收集到标准状态下672mL气体.问:(1)

27、被还原的硝酸的物质的量是多少参加反应的硝酸的物质的量是多少(2)生成的气体组成是什么,体积各是多少解析：n(Cu)=64g/mol=n(气体)=mol=Cu+4HNO3（浓）3Cu（NO3）2+2NO2+H2Oxmol 2xmol3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO+4H2Oymol 2ymol/3x+y=2x+2y/3= x= y=被还原的n(HNO3)=2x+2y/3=参加反应的硝酸的物质的量是4x+8y/3=气体成分为NO,NO2n(NO)=2y/3=,V(NO)=*mol=336mln(NO2)=2x=,V(NO2)=*mol=336ml19. 铜投入一定量的浓硝酸中，铜

28、完全溶解，生成的气体颜色越来越浅，共收集到标准状况下的气体672mL，将盛有该气体的容器倒扣在水中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水中，则通入氧气的体积是( D ) 20 . 将铜投入一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672ml气体（标准状况），将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入少量氧气，最后剩余气体224ml（标准状况）。则通入的氧气在标准状况下的体积为（ ）A504mlB168mlC336mlD224ml分析：672ml气体应该是NO2和NO的混合物，物质的量是mol。通入氧气后剩余的气体一定是NO，物质的量是。铜在反应中共失去电子，则根据电子的得失守恒可知，消耗氧气的物质的量是，在下的体积是mol168ml，答案选B。21. 将足量的铜与一定体积10molL-1的浓硝酸充分反应，得到Cu(NO3)2溶液和NO2、NO混合气体，将集满混合气体的容器倒扣在水中，通入O2(标准状况)后，所有气体完全被水吸收生成硝酸发生反应为：4NO2+O2+2H2O=4HNO3；4NO+3O2+2H2O=4HNO3若向所得Cu(NO3)2溶液中加入5molL-1NaOH溶液使Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaO H溶液的体积是( )mL mL mL mL22. 在银铜合金中加入500mL