硝酸与金属反应计算题的解法
一、代数方程法
例1：38.4mg 铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到气体22.4mL （标准状况），则反应消耗的HNO 3的物质的量可能是（ ）
A ．10103.⨯-mol
B ．16103.⨯-mol
C ．22103.⨯-mol
D ．24103.⨯-mol 解析：因随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸，则收集到的气体为NO 2与NO 的混合气体。

设与浓硝酸和稀硝酸反应的铜的物质的量分别为x 和y 。

则
Cu HNO Cu NO NO H O
x x
x Cu HNO Cu NO NO H O y y y
y +=+↑++=+↑+42242383248323332223322（浓）（稀）()() 由题意得x y g g mol x y L
L mol +=⨯⋅+=⨯⋅⎧⎨⎪⎪⎩
⎪⎪----3841064223224102243131... 解得x mol y mol =⨯=⨯--0451********..，。

从而得反应消耗的HNO 3的物质的量为48340451083
015102210333x y mol mol mol +
=⨯⨯+⨯⨯=⨯---...。

故正确答案为C 项。

二、电子守恒法
例2：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。

当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2：1时，还原产物是（ ）
A ．NO 2
B ．NO
C ．N O 2
D ．N 2
解析：设该金属元素的元素符号为M ，化合价为n ；硝酸的还原产物中氮元素的化合价
为x 。

因22235M M HNO N x n e n x e -++---
−→−−−→−−−，()，则根据得失电子守恒的原则得52-=x n ；当n=1时，x =+3，不合题意；当n=2时，x =+1，符合题意；当n=3时，x =-1，不合题意；当n =4时，x =-3，不合题意。

故正确答案为C 项。

三、电荷守恒法
例3：3.2g 铜与30 mL 8mol L ⋅-1硝酸充分反应，硝酸的还原产物有NO 2和NO 。

反应后溶液中所含H +的物质的量为a mol ，则此时溶液中所含NO 3-
的物质的量为________mol 。

解析：根据电荷守恒原理得n Cu n H n NO ()()()23211++-⨯+⨯=⨯，则n NO ()3-= 326421011
.(.)g g mol a mol a mol ⋅⨯+⨯=+-。

四、极端假设法
例4：0.03mol 铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO 、NO 2和N 2O 4）混合气体共0.05mol 。

该混合物的平均相对分子质量可能是（ ）
A ．30
B ．46
C ．50
D ．66 解析：
假设该混合气体为NO 和NO 2。

设NO 和NO 2的物质的量分别为x 和y 。

则： x y mol +=005. ①
因0.03mol Cu 被氧化为Cu 2+失去0.06mol 电子，HNO 3被还原为NO 和NO 2分别得到电
子的物质的量为3x 和y ，则根据得失电子守恒的原则得：
3006x y mol +=. ②
解①、②得x mol y mol ==00050045..，。

从而可得混合气体的平均摩尔质量：
M mol g mol mol g mol mol
g mol =⨯⋅+⨯⋅=⋅---00053000454600544411
1
.... 假设该混合气体为NO N O 224和。

设NO N O 224和的物质的量分别为x 和y 。

则： x y mol +=005. ③
因0.03mol Cu 被氧化为Cu 2+失去0.06mol ，HNO 3被还原为NO N O 224和分别得到电子的物质的量为x 和2y ，则根据得失电子守恒的原则得：
x y mol +=2006. ④
解③、④得x mol y mol ==004001..，。

从而可得混合气体的平均摩尔质量：
M mol g mol mol g mol mol
g mol =⨯⋅+⨯⋅=⋅---004460019200555211
1
.... 因原混合气体为NO 、NO N O 224和的混合气体，则原混合气体的平均摩尔质量介于4441.g mol ⋅-与5521.g mol ⋅-之间，即原混合气体的平均相对分子质量介于44.4与55.2之间。

故正确答案为B 、C 项。

五、关系式法
例5：硝酸铜是制备Cu －Zn －Al 系催化剂的重要原料。

19.2g 纯铜粉理论上可制得纯净硝酸铜晶体的质量为（ ）
A ．28.2g
B ．56.4g
C ．64.2g
D ．72.6g
解析：设硝酸铜晶体的化学式为Cu NO xH O ()322⋅。

根据铜原子守恒得关系式“Cu~Cu NO Cu NO xH O ()~()32322⋅”，n Cu NO n Cu g g mol
mol [()]()..3211926403=⋅=-。

当x=0时，0.3mol Cu NO ()32的质量为564103322..()g x molCu NO H O ；时，=⋅的质量为61.8g ；当x=2时，0.3mol Cu NO ()32⋅22H O 的质量为67.2g ；当x=3时，0.3mol Cu NO ()32⋅32H O 的质量为72.6g ，故正确答案为B 、D 项。