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/2molH23、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～3/2H2b、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=1/23：2/24：3/27c、不同化合价的金属与产生的氢气的物质的量之比分别为2：1，1：1，2：3d、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23：12：94、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n1,生成NaOH的物质的量为n22Na+2H2O===2NaOH+H2↑2210.05moln2n1n1=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∶3B．3∶1∶1C．6∶3∶2D．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)总=n(金属)×金属元素的化合价+n(NOx)+2n(N2O4)+n(HNO3)剩余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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0.45molC．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)＝12×18mol/L×0.05L＝0.45mol。答案A2.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x＋y＝11.2L22.4L/mol3x＋y＝32.64g64g/mol×2。解得x＝0.26moly＝0.24molV(NO)＝0.26mol×22.4L/mol＝5.824LV(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)＝aV×10－3＋0.50.14mol·L－1。(3)由得失电子守恒得：2×32.64g64g/mol＝2n(H2O2)解得n(H2O2)＝0.51mol，m(H2O2)＝0.51mol×34g·mol－130%＝57.8g。【答案】(1)5.8245.376(2)aV×10－3＋0.50.14(3)57.83.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－3)，而在Cu与HNO3反应中可知，实际参加反应的n(H＋)∶n(NO－3)＝8∶2，所以要依据离子方程式来计算。n(Cu)=molgg/6492.1=0.03moln(H)=0.1L×0.4mol/L+0.1L×0.1mol/L×2=0.06moln(NO3)=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+2NO33Cu2+2NO↑+4H2O3820.03mol0.06mol0.04mol根据过量判断，可根据H进行计算，则：n(Cu2)=mol06.083=0.0225molc(Cu2)=Lmol1.00225.0=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＋、SO2－4、NO－3三种离子，其中H＋、SO2－4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．1.5LD．0.448L解析：选A。根据电荷守恒可得c(NO－3)＝3mol/L利用离子方程式计算：3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3mol8mol2mol2mol3.264mol0.14mol0.06moln(NO)按上述关系反应时，铜的量不足，故V(NO)＝23n(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bB．a一定小于bC．a可能大于bD．a一定大于b解析：选D。在含有NO－3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．2.8gB．5.6gC．4.2gD．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38×0.2×56＝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－3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)＝0.1L×2mol/L＝0.2mol。n(Cu)＝1.92g64g·mol－1＝0.03mol，故铜不足，则产生n(NO)＝2×0.03mol3＝0.02mol，即标准状况下V(NO)＝0.02mol×22.4L·mol－1＝0.448L。转移的电子数n(e－)＝n(Cu)×2＝0.03mol×2＝0.06mol。(2)因为反应消耗n(H＋)＝0.08mol，余n(H＋)＝0.2mol－0.08mol＝0.12mol，即反应后c(H＋)＝0.12mol0.1L＝1.2mol/L。反应消耗n(NO－3)＝n(NO)＝0.02mol；余n(NO－3)＝0.2mol－0.02mol＝0.18mol，即反应后c(NO－3)＝0.18mol0.1L＝1.8mol/L。答案：(1)N