碳和浓硝酸反应
-东华里
2023年2月16日发(作者：诉讼费用计算)硝酸以及有关硝酸的计算
浓硫酸、硝酸反应规律总结
方程式
1.浓硫酸与铜
2.浓硫酸与碳
3.浓硝酸与铜
4.浓硝酸与铁（加热）
5.浓硝酸与铝
6.浓硝酸与银
7.浓硝酸与碳
8.浓硝酸与硫
9.稀硝酸与铜
10.稀硝酸与铝
11.稀硝酸与银
12.稀硝酸与少量铁
13.稀硝酸与过量铁
1、向25mLL-1H
2
SO
4
溶液中加入足量的铜片并加热，充分反应后，被还原的H
2
SO
4
的物质的
量（）
A．小于molB．等于molC．mol～molD．等于mol
2.铜与L的硝酸反应，如果NO3-浓度下降L，则溶液中c（H+）同时下降
mol/L
投入到一定量的浓HNO
3
中，Cu完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到标准状
况下672mL气体，将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的O
2
，恰
好使气体完全溶于水，求通入O
2
的体积。
4.写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式，并标出电子转移关系
（2）试用上图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连
接顺序（按产物气体从左至右的流向）是（填装置的编号）：→→→
（3）实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是，
B瓶溶液的作用是，C瓶溶液的作用是。
（4）装置②中所加的固体药品是，可确证的产物是，确定装置②在整套
装置中的位置的理由是。
（5）装置③中所盛溶液是，可验证的产物是
硝酸是一种强氧化性酸，其强氧化性特别是硝酸参与化学反应的计算是中学化学知识
中的重点及难点，也是高考中常见的命题热点。
一、关于硝酸
1、氧化性酸和酸的氧化性
任何酸溶液中都有较大量H+,H+作为氢元素的最高价态当然具有氧化性，且只有氧化
性。因此，任何酸都具有氧化性，我们称其为：“酸的氧化性”，所谓酸的通性也就是H+
的性质，活泼金属与酸发生置换反应放出氢气就体现了酸（H+）的氧化性。
氧化性酸则是指其酸根部分也拥有氧化性的酸，如硝酸。
2、硝酸在化学反应中的作用
①．只起酸的作用，如：Cu(OH)
2
+2HNO
3
==Cu(NO
3
)
2
+2H
2
O
②．只起氧化剂的作用。如:C+4HNO
3
==CO
2
↑+4NO
2
↑+2H
2
O
③．即起酸的作用又起氧化剂的作用，如：3FeO+10HNO
3
(稀)==3Fe(NO
3
)
3
+NO↑+5
H
2
O
3、硝酸跟金属反应的一般规律
①．除Au、Pt以外，硝酸能和几乎全部金属发生氧化还原反应。
②．硝酸越稀，其还原产物的价态越低；金属越活泼，其还原产物的价态越低。
③．Fe、AL能被冷、浓硝酸钝化（钝化不是不反应）。
④．位于金属活动顺序表中H以后的金属（Cu、Hg、Ag）能使浓硝酸还原为NO
2
，
稀硝酸还原为NO。
如：Ag+2HNO
3
(浓)==AgNO
3
+NO
2
↑+H
2
O
3Ag+4HNO
3
(稀)==3AgNO
3
+NO↑+2H
2
O
Zn、Mg等活泼金属与HNO
3
反应时，硝酸有可能被还原成N
2
O、N
2
等，与极稀的硝酸
反应，硝酸甚至被还原成NH
3
.
HNO
3
(稀)只能使石蕊试液变红，不能使之褪色，因稀硝酸的氧化性不如浓硝酸强，不能
将石蕊氧化。
2．考查气体制取及装置的选择
（1）硝酸具有强氧化性，不能用其来制取还原性气体（如：H
2
、HS
2
、SO
2
、HI、HBr
等）；
（2）因NO
3
的氧化性强于H，所以硝酸与金属反应不会产生；
（3）由于硝酸具有强氧化性，对橡胶制品有强腐蚀作用，所以制取HNO
3
时常用曲颈
玻璃仪器，涉及连接仪器的胶管应尽可能短，尽可能使两玻璃接口靠近，盛放硝酸的试剂瓶
不能用橡皮塞等。
例题1、一定量的盐酸和过量铁粉反应，为减缓反应速率，且不影响H
2
的总量，可向盐
酸中加入适量的（）
（1）氢氧化钠固体（2）醋酸钠固体（3）氯化钠溶液（4）水（5）硝酸钾溶液
A.（1）（2）（3）B.（2）（3）（4）
C.（3）（4）（5）D.（1）（3）（5）
3．考查常温下浓硝酸使铁、铝钝化现象
知识要点：铁、铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸均可发生钝化。
例题2、欲迅速除去铝壶中的水垢又不损坏铝壶，最佳的方法是加入下列物质中的（）
A.浓盐酸B.稀硝酸C.冷的浓硫酸D.冷的浓硝酸
4．考查硝酸对金属的溶解情况
（1）Pt、Au不与硝酸反应，只溶于王水。
（2）一般情况下，在金属活动顺序表中排在氢以后的金属与硝酸反应时，浓硝酸产生
NO
2
，稀硝酸产生NO。
例题3、用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡屡发生，下列不易区别其真伪的方法
是（）
A.测密度B.放入硝酸中C.放入盐酸中D.观察外观
5．考查与NO
3
有关的溶液中离子共存问题
知识要点：NO
3
在中性或碱性溶液中氧化性极弱，通常认为不显氧化性；而NO
3
在
酸性溶液中将会显示极强的氧化性，可以氧化许多具有还原性的微粒（如：
SHS2、、IBrHSOSOFe、、、、
33
22等），使之在溶液中不能大量共存。
例题4、在pH=1的无色溶液中，下列各离子组因发生氧化还原反应而不能大量共存的是
（）
ONO
43
2
3
、、、、
ONO、、、、2
4
2
3
COAlO、、、、
432
OI、、、、
43
三、关于硝酸与金属反应的计算
硝酸与金属的反应都是氧化还原反应，氧化剂一定是HNO
3，，还原剂一定是金属。因金
属活泼性的不同、HNO
3
浓度的变化，导致还原产物的多样性和不确定性，致使方程式的书
写都十分困难，有一定难度。解决此类问题的关键在于：抓住“两个守恒”“三个关系”。
1．两个守恒
①．整个反应过程中，氧化剂（HNO
3
）的得电子数恒等于还原剂（金属）的失电
子数。
②．生成物中的N元素均来自反应物中的HNO
3
（无论含N元素的生成物有几种），
因此存在N元素守恒。
2．三个关系
①．HNO
3
的总物质的量等于起酸作用的HNO
3
的物质的量与起氧化剂作用HNO
3
的物质的量之和。
②．起酸作用的HNO
3
的物质的量等于实际参加反应的金属的物质的量与金属在生
成物中化合价的乘积。
③．起氧化剂作用的HNO
3
的物质的量等于生成物中N元素的物质的量之总和。
例题5、若使铜与一定量的浓硝酸反应，Cu耗完时，共产生（标况下）的气体。所耗硝酸
的物质的量为多少
四、破疑解难，理清概念
1．NO
3
-何时才有氧化性
NO
3
-在中性和碱性溶液中无氧化性，可与S2-、SO
3
2-、Fe2+等还原性离子共存，在
酸性溶液中有强氧化性。
2．检验NO
3
-的一般方法
硝酸盐或硝酸盐的浓溶液与铜及浓硫酸反应，会产生红棕色气体和蓝色溶液。（浓
硫酸与硝酸盐反应生成硫酸盐和硝酸---高沸点酸制低沸点酸，硝酸再与铜反应生成硝酸铜放
出NO或者NO
2
）
3．浓硝酸和浓盐酸往往都呈现黄色，原因相同吗
不相同。浓硝酸具有不稳定性，易分解生成NO
2
，使溶液显黄色。浓盐酸呈现黄
色是因为生产过程中溶解有Fe3+。
4．作过银镜实验的试管用浓硝酸清洗好还是用稀硝酸清洗好
3Ag+4HNO
3
(稀)==3AgNO
3
+NO↑+2H
2
O
Ag+2HNO
3
(浓)==AgNO
3
+NO
2
↑+H
2
O
从充分利用原料和环保角度看，当然用稀硝酸清洗好。
5.浓硝酸与铜反应的还原产物一定是NO
2
吗
不一定。随着反应的进行，HNO
3
不断消耗，水不断生成，浓硝酸将逐渐变成稀硝酸，
还原产物也将改变。
6.浓硝酸在反应中通常被还原为NO
2
，硝酸根只得一个电子；稀硝酸在反应中通常被
还原为NO，硝酸根得三个电子，是否说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
不能这样说。众所周知：Na的还原性强于AL，但Na在反应中只能失一个电子，而
AL却能失三个电子。可见，氧化性、还原性的强弱决定于得失电子的难易程度，而不是得
失电子个数的多少，这从浓硝酸与铜的反应速率远高于稀硝酸与铜的反应速率可以证实。
五、习题
1．（2000年高考全国卷）在一定条件下，NO跟NH
3
可以发生反应生成N
2
和H
2
O。现
有NO和NH
3
的混合物1mol，充分反应后所得产物中，若经还原得到的N
2
比经氧化得到的
N
2
多。
（1）写出反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目。
（2）若以上反应进行完全，试计算原反应混合物中NO与NH
3
的物质的量可能各是多少。
2．有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出其中的10mL，加入足量的BaCl
2
溶液，过滤、洗
涤、烘干后，得到沉淀。滤液跟4mol/LNaOH溶液反应，用去35mL碱液时恰好中和。
⑴求混合溶液中H
2
SO
4
和HNO
3
的物质的量浓度。
⑵另取10mL原混合酸溶液，加入铜粉共热，标准状况下可收集到多少毫升气
体
3、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的金
属单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1时，还原产物是()
4、14g铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与氧气（标准状况）
混合，通入水中，恰好被全部吸收，则合金中铜的质量为多少克
5、（04年天津理综）将铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生NO
和NO
2
混合气体在标准状况下的体积为。请回答：
（1）NO和NO
2
的体积分别为多少升所得气体的平均相对分子质量为多少
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入Vmlamol/L的NaOH溶液，恰好使溶液
中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的物质的量浓度为多少
（3）将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标况下一定体积的O
2
，恰好使气体完全溶
于水中，则通入O
2
的体积是多少若使用30％的双氧水需多少克
6、铜与适量浓HNO
3
反应，铜全部作用后，如果NO
3
-减少×10-3mol，则溶液中H+同时
下降。
A．×10-3molB．×10-3molC．×10-3molD．×10-3mol
参考答案与解析：
1、（1）
（2）6molNO还原得到3molN
2
，4molNH
3
氧化得到2molN
2
，两者相差1molN
2
。现相
差，
mol05.0
molg28
g4.1
1
，相当于molNO和molNH
3
反应。
依题意NO和NH
3
的总物质的量为1mol，其中必有一种为过量，所以有两种情况：
molNO和molNH
3
或molNH
3
和molNO
2、理清题意：在硫酸和硝酸的混合溶液中加入足量的BaCl
2
溶液，因硝酸不反应、BaCl
2
溶液为足量，所以n(H
2
SO
4
)=n(BaSO
4
)，原硫酸中的氢离子全部进入溶液；NaOH物质的量即
为混合酸中氢离子总物质的量；铜片不和稀硫酸反应。
解：⑴n(H
2
SO
4
)=n(BaSO
4
)=mol
molg
g
04.0
/233
32.9
n(H+)总＝n(OH-)=4mol/L×=
n(HNO
3
)=－×2=
c(H
2
SO
4
)=
Lmol
L
mol
/4
01.0
04.0
c(HNO
3
)=
Lmol
L
mol
/6
01.0
06.0
3、C;若金属为+1价，失电子数为2，HNO
3
被还原为+3价；金属为+2价，失电子数为4，
HNO
3
被还原为+1价；金属为+3价，失电子数为6，已不可能。
4、解：设：Cu、Ag的物质的量分别为x、y
4
4.22
12.1
2
1410864
1
11
molL
L
yx
gymolgxmolg
moly
molx
1.0
05.0
5、解：⑴设：NO和NO
2
的物质的量分别为x、yn(Cu)=
mol
molg
g
51.0
/64
64.32
n(气体)＝
mol
moll
L
5.0
/4.22
2.11
LmolLmolNOV
LmolLmolNOV
moly
molx
molyx
molyx
38.5/4.2224.0)(
82.5/4.2226.0)(
24.0
26.0
251.03
5.0
2
M＝
molg
mol
molgmolmolgmol
/68.37
5.0
/4624.0/3026.0
∴气体的平均相对分子质量为
⑵反应终点时Cu2+全部转化为沉淀，溶液中只有NaNO
3
，即n(Na+)=n(溶液中的NO
3
-)
又∵n(被还原的HNO
3
)=n(气体)＝
∴c(HNO
3
)=＝
溶液
被还原的溶液中的
)(V
)NO()NO(
33
nn
14.0
5.0103aV
⑶通入O
2
使重新生成HNO
3
，从结果来看相当于Cu和O
2
（或H
2
O
2
）发生氧化还原反应，
因此Cu和O
2
（或H
2
O
2
）之间得失电子守恒。
⑵n(Cu)=mol
molg
g
05.0
/64
2.3
3Cu＋2NO
3
-＋8H+=3Cu2++2NO↑+4H
2
O
3282
n(NO)
∵
2
06.0
8
14.0
3
05.0
∴Cu完全反应
∴n(Cu)=×64g·mol-1
=
4n(O
2
)=2n(Cu)n(O
2
)=V(O
2
)=
2n(H
2
O
2
)=2n(Cu)n(H
2
O
2
)=m(双氧水)＝
g
molgmol
8.57
%30
/3451.0
6、C；写出离子方程式便一目了然：Cu+4H++2NO
3
-=Cu2++2H
2
O+2NO
2