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H 2 。
2、金属活动顺序H 前的金属与非氧化性酸反应生成H 2 。
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H 2 ，而是H 2O ，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 + 4HNO 3〔稀
Fe<NO 3>3 + NO ↑ + 2H 2O 铁过量：3Fe + 8HNO 3〔稀
3>2 + 2NO↑ + 4H 2O 铁与浓硝酸反应，还原产物一般为NO 2 ：
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、 1mol a 价的活泼金属与足量的非氧化性酸反应，可生成a/2 molH 2
3、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H 2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 ～1/2H 2Zn ～ 2H ～ H 2 Al ～ 3H ～ 3/2H 2
b 、相同质量的不同金属与足量酸反应时，产生H 2的体积比等于金属的
相对原子质量
化合价 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
在线测厚d 、Na MgAl 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H 2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H 2的体积比等于 相对分子质量
酸的元数 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n 1，生成NaOH 的物质的量为n 2
2Na+2H 2O===2NaOH+H 2↑
2 2 1
0.05mol n 2 n 1n 1=0.025moln 2=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0.3 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< >
A ．1∶2∶3
B ．3∶1∶1
C ．6∶3∶2
D ．1∶1∶1
试题分析：2Na+2HCl=2NaCl+H 2↑、Mg+2HCl=MgCl 2+H 2↑、2Al+6HCl=2AlCl 3+3H 2↑，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3 a g 铁粉与含有H 2SO 4的CuSO 4溶液完全反应后，得到a g 铜，则参与反应的CuSO 4与H 2SO 4的物质的量之比为〔
A.1：7
B.7：1
C.7：8
D.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H 2SO 4和 CuSO 4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：
气体收集
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>
总 = n<；金属>×金属元素的化合价 + n<NO
x
> + 2n<N2O4> + n<HNO3>
剩余
3、利用离子方程式进行计算葡萄酒电动开瓶器
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-
3
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50 mL 18 mol·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0.45 molB．等于0.45 mol
C．在0.45～0.90 mol之间D．大于0.45 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>＝错误!×18 mol/L×0.05 L＝0.45 mol。答案 A
2. 将32.64 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11.2 L。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V mL a mol·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。
则有错误!。
解得x＝0.26 mol y＝0.24 mol
V<NO>＝0.26 mol×22.4 L/mol＝5.824 L
V<NO2>＝0.24 mol×22.4 L/mol＝5.376 L。
<2>由原子守恒得：
n<HNO3>＝n<；气体>＋n<NaOH>
. 所以c <HNO 3>＝错误! mol·L －1。
<3>由得失电子守恒得：2×错误!＝2n <H 2O 2>
解得n <H 2O 2>＝0.51 mol,m <H 2O 2>＝错误!＝57.8 g 。
[答案]<1>5.8245.376<2>错误!<3>57.8
3. 在100 mL 混合液中,HNO 3和H 2SO 4的物质的量浓度分别是0.4 mol/L 和0.1 mol/L，向该混合液中加入
1.92 g 铜粉，加热充分反应后，所得溶液中Cu 2＋的物质的量浓度是<>
A ．0.15 mol/L
B ．0.225 mol/L
C ．0.35 mol/L
D ．0.45 mol/L
双立柱卧式带锯床解析：选B 。由于本题溶液中存在HNO 3、H 2SO 4，所以c <H ＋>>c <NO 错误!>，而在Cu 与HNO 3反应中可知，实际参加反应的n <H ＋>∶n <NO 错误!>＝8∶2，所以要依据离子方程式来计算。 n<Cu> = mol
g g /6492.1 = 0.03 mol
n<H +> = 0.1 L ×0.4mol/L + 0.1L ×0.1mol/L ×2 = 0.06 mol
n<NO -3> = 0.1 L ×0.4mol/L = 0.04 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 -3 3Cu +2 + 2NO↑ + 4H 2O 3 8 2
0.03mol 0.06mol 0.04mol
根据过量判断，可根据H +进行计算，则：
n<Cu
+2> = mol 06.083⨯ = 0.0225 mol c<Cu +2> = L
mol 1.00225.0 = 0.225 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 错误!、NO 错误!三种离子，其中H ＋、SO 错误!的物质的量浓度分别为7.0 mol/L 和
2.0 mol/L 。取该溶液20 mL，加入
3.2 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 ．0.75 L
B ．0.336 L
C ．1.5 L
D ．0.448 L
解析：选A 。根据电荷守恒可得c <NO 错误!>＝3 mol/L
利用离子方程式计算：
3Cu ＋ 8H ＋ ＋2NO 错误!===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O
3 mol 8 mol 2 mol 2 mol
光立方制作错误! mol 0.14 mol 0.06 mol n <NO>
按上述关系反应时，铜的量不足，故V <NO>＝错误!n <Cu>×22.4 L/mol≈0.75 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< >
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 错误!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HNO 3溶液中，假设还原产物只有NO 且HNO 3完全反应，则参加反应的Fe 的质量为< >
A ．2.8 g
B ．5.6 g
.
C．4.2 g D．11.2 g
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的质量为错误!×0.2×56＝4.2<g>。
7．100 mL 2 mol/L的稀硝酸与1.92 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错误!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> ＝0.1 L×2 mol/L＝0.2 mol。n<Cu>＝错误!＝0.03 mol，故铜不足，则产生n<NO>＝错误!＝0.02 mol，即标准状况下V<NO>＝0.02 mol×22.4 L·mol－1＝0.448 L。转移的电子数n<e－>＝n<Cu>×2＝0.03 mol×2＝0.06 mol。
<2>因为反应消耗n<H＋>＝0.08 mol，余n<H＋>＝0.2 mol－0.08 mol＝0.12 mol，即反应后c<H＋>＝错误!＝1.2 mol/L。反应消耗n<NO错误!>＝n<NO>＝0.02 mol；余n<NO错误!>＝0.2 mol－0.02 mol＝0.18 mol，即反应后c<NO错误!>＝错误!＝1.8 mol/L。
答案：<1>NO 0.448 0.06 <2>1.2 1.8
8．为了测定某铜银合金的组成，将30.0 g合金溶于80 mL 13.5 mol·L－1的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72 L<；标准状况>并测得溶液中H＋的物质的量浓度为1 mol·L－1，假设反应后溶液的体积仍为80 mL，计算：
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<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物为NO或NO2，由于试题给出收集到的气体在标准状况下为6.72 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，即错误!＝0.300 mol。
<2>由于反应后溶液中H＋的物质的量浓度为1 mol·L－1，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错误!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 mol·L－1,
则参加反应的HNO3的物质的量为：<13.5 mol·L－1－1 mol·L－1>×0.080 L＝1.00 mol。
与Ag＋和Cu2＋结合的NO错误!的物质的量应为：1 mol－0.300 mol＝0.700 mol。
设合金中Ag的质量为x，则：
错误!×1＋错误!×2＝0.700 mol,
解得x＝10.8 g，合金中Ag的质量分数为错误!×100%＝36.0%。
答案：<1>被还原的硝酸的物质的量为0.300 mol。
<2>合金中银的质量分数为36.0%。
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< >
A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 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>×2e－＝n<O2>×4e－＝错误!×4e－，解之得n<Cu>＝0.15mol，即n<Cu2＋>＝n<Cu>＝0.15mol；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Cu2＋～2NaOH可得：V<NaOH>＝n<Cu2＋>×2÷<5mol/L>＝0.15mol×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< >
A．1:4 B．1:5C．2:3 D．2:5
11．在浓硝酸中放入铜片：
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