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1．（2023·湖北·统考高考真题）学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：
(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A 的名称为 ，装置B 的作用为 。
(2)铜与过量
反应的探究如下：
实验②中Cu 溶解的离子方程式为 ；产生的气体为 。比较实验①和②，从氧化还原角度说
明
的作用是 。
(3)用足量NaOH 处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X 为铜的氧化物，提纯干燥后的X 在惰
微专题23 金属与硝酸反应的规律与计算
1
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性氛围下加热，mgX 完全分解为ng 黑色氧化物Y，
。X 的化学式为 。
(4)取含X 粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI 完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，
用
标准溶液滴定，滴定终点时消耗
标准溶液15.00mL。(已知：
，
)标志滴定终点的现象是 ，粗品中X 的相对含量
为 。
解金属与硝酸反应计算题的一般方法
一、硝酸与金属反应的规律
1．硝酸与金属反应不能产生H2。
2．还原产物一般为HNO3（浓）
NO2，HNO3（稀）
NO，很稀的硝酸还原产物也可能为
N2O，N2，或NH4NO3。
3．硝酸与金属反应时既表现出氧化性，又表现出酸性。
4．硝酸与Cu 反应：
（1）Cu 与浓硝酸反应时，浓硝酸被还原为NO2，氮元素的化合价变化由+5
+4；
（2）Cu 与稀硝酸反应时，稀硝酸被还原为NO，氮元素的化合价变化由+5
+2。
（3）一般情况下，硝酸的浓度越小，其还原产物的价态越低。
2
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5．硝酸与Zn 反应：
（1）锌与浓硝酸：Zn+4HNO₃＝Zn(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O
（2）锌与中等浓度的硝酸：3Zn+8HNO₃＝3Zn(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
（3）与一般稀硝酸4Zn＋10HNO₃＝4Zn(NO₃)₂＋N₂O↑＋5H₂O
（4）与较稀硝酸反应：5Zn＋12HNO₃＝5Zn(NO₃)₂＋N₂↑＋6H₂O
（5）与极稀硝酸反应：4Zn+10HNO₃＝4ZN(NO₃)₂+NH₄NO₃+3H₂O
二、硝酸与金属反应的计算方法
1．原子守恒法
HNO₃ 与金属反应时，一部分HNO₃ 起酸的作用，以NO 的形式存在于溶液中；一部分作为氧化剂，转化为
还原产物。这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO₃ 中氮原子的物质的量。
2．得失电子法
HNO₃ 与金属的反应属于氧化还原反应，HNO₃ 中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
3．电荷守恒法
HNO₃ 过量时反应后溶液中（不考虑OH-）有：
（
代表金属离子）。
4．离子方程式计算法
金属与H2SO4，HNO₃ 的混合酸反应时，由于硝酸盐中NO 在H2SO4提供的H+的条件下能继续与金属反应，
因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或H+或NO 进行相关计算，
且溶液中要符合电荷守恒。
1．（2022·北京·高考真题）下列方程式与所给事实不相符的是
A．加热
固体，产生无色气体：
B．过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体：
3
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C．苯酚钠溶液中通入
，出现白色浑浊：
D．乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热，产生有香味的油状液体：
2．（2021·海南·统考高考真题）用如图装置制取干燥的气体(a、b 表示加入的试剂)，能实现的是
选项
气体
a
b
A
稀
B
溶液
C
浓
铁片
D
浓氨水
A．A
B．B
C．C
D．D
3．（2021·广东·高考真题）化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选
项
操作或做法
目的
A
将铜丝插入浓硝酸中
制备
B
将密闭烧瓶中的
降温
探究温度对平衡移动的影响
C
将溴水滴入
溶液中，加入乙醇并振荡
萃取溶液中生成的碘
D
实验结束，将剩余
固体放回原试剂瓶
节约试剂
4
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A．A
B．B
C．C
D．D
1．（2023 春·福建福州·高一校联考期中）关于硝酸的说法正确的是
A．敞口放置的浓硝酸，浓度会变低是因为浓硝酸有吸水性
B．稀硝酸与Cu 反应生成NO 和硝酸铜时，硝酸既表现强氧化性又表现酸性
C．硝酸电离出的H+，能被Zn、Fe 等金属还原成H₂
D．常温下，向浓硝酸中投入Fe 片，不会产生大量的红棕色气体，没有反应发生
2．（2023 春·江西宜春·高一上高中学校考期末）将7.6g 铁、铜合金加入100mL 某浓度的稀硝酸中，完全
反应后，溶液仍呈强酸性，且共收集到NO 气体2.24L(标准状况下)。若反应前后溶液的体积变化忽略不计，
则下列说法不正确的是
A．上述反应中金属共失去电子0.3mol
B．原硝酸的浓度：c(HNO3)=3mol•L-1
C．合金中，铜的质量为4.8g
D．反应后，铁的化合价为+3
3．（2023 春·江苏常州·高一常州高级中学校考阶段练习）为了测定铁铜合金的组成，将7.6g 铁、铜合金加
入100mL 某浓度的稀硝酸中，将合金完全溶解后，共收集到NO 气体2.24L(标准状况下)，并测得溶液中
H+的浓度为0.5mol•L-1，若反应前后溶液的体积变化忽略不计，则下列判断不正确的是
A．上述反应中金属共失去电子0.3mol
B．合金中，铜的质量为4.8g
C．原硝酸的浓度：c(HNO3)=3mol•L-1
D．要使溶液中的金属离子完全沉淀，需加5mol•L-1的NaOH 溶液70mL
4．（2023 春·四川成都·高一校考期中）我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335 种，其中“强水”
条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿第，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是
指硝酸，下列有关硝酸的相关描述中正确的是
A．王水指浓硝酸与浓盐酸按3：1 的体积比混合所得的混合物
B．向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸，可在试管口观察到红棕色气体
C．常温下，浓硝酸可以用铝制容器储存，说明浓硝酸与铝不反应
D．稀HNO3与金属反应时，可被还原为更低价态，说明稀HNO3氧化性强于浓HNO3
5．（2023 春·黑龙江鹤岗·高一鹤岗一中校考期中）将铁粉和铜粉的均匀混合物平均分成四等份，分别加入
同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成
的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只
有
)。下列说法正确的是
5
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编号
①
②
③
④
硝酸体积/mL
100
200
300
400
剩余金属/g
18.6
9.6
0
0
NO 体积/L
2.24
4.48
6.72
V
A．①中溶液存在
B．
C．硝酸的浓度为
D．④中
6．（2023 春·福建福州·高一福建省福州第一中学校考期中）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．NO2
B．NO
C．N2O
D．N2
7．（2022·山东德州·统考二模）下列有关计算正确的是
A．Na2O2作供氧剂时，每生成5.6 L O2 (标况)，转移电子数为0. 25NA
B．1.92 g Cu 与足量稀硝酸反应，被还原硝酸的物质的量为0.02 mol
C．利用铝热反应制备金属时，每得到1 mol Fe，一定消耗0.5 mol 氧化剂
D．已知NH3的燃烧热为316.25 kJ/mol，则NH3燃烧的热化学方程式为：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)
+6H2O(g) △H=-1265 kJ/mol
8．（2022 秋·新疆和田·高三统考期中）向mg 由铁粉和铜粉组成的混合物中，加入某浓度的稀硝酸，充分
反应后测得生成NO 的体积[V(NO)](已换算成标准状况下)、m(固体剩余质量)随加入的稀硝酸的体积的变化
如图所示(设硝酸的还原产物只有NO)。下列说法中正确的是
A．稀硝酸的浓度为0.4mol·L-1
B．a 点时，100mL 稀硝酸中溶解了Fe 和Cu 共8.4g
C．b 点对应的溶液中可能含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+、Cu2+
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D．加入稀硝酸至400mL 时，收集到的V(NO)约为6.91L
1．（2022 秋·山东聊城·高三聊城二中校考期中）某兴趣小组探究金属与硝酸的还原产物，进行了下列三组
实验，下列说法正确的是
实验操作(室温)及实验现象
①
将足量的铜粉加入
中，溶液呈绿色，产生红棕色气体
②
将足量的铜粉加入
中，溶液呈蓝色，产生无色气体
③
将足量的铁粉加入
中，溶液呈浅绿色，无气体生成
A．实验①②反应后溶液颜色不同，说明氧化产物不同
B．实验②中产生的气体不能和血红蛋白结合
C．实验③中铁发生了钝化
D．以上实验说明硝酸的还原产物与硝酸的浓度及金属的活泼性有关
2．（2022 秋·山东青岛·高三统考期末）浓硝酸和稀硝酸均具有强氧化性，浓硝酸还原产物为NO2，稀硝酸
还原产物为NO。同温同压下，0.1mol 金属单质M 与足量浓硝酸反应，生成NO2体积为V1；0.1mol 金属单
质N 与足量稀硝酸反应，生成NO 体积为V2。下列说法错误的是
A．M 和N 反应中，被还原硝酸的物质的量之比一定为
B．M 和N 反应中，消耗硝酸的物质的量之比一定为
C．产物中M 和N 化合价之比一定为
D．将生成的气体恰好溶于水生成硝酸，需要通入氧气的体积之比一定为
3．（2023·全国·高三专题练习）硝酸与金属反应后所得还原产物与硝酸的浓度和金属的活泼性有关。10
mL 0.5 mol·L-1HNO3与0.048 g Mg 恰好完全反应。若氮元素只被还原到一种价态，下列说法不正确的是
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A．HNO3作还原剂
B．HNO3浓度越低，N 元素还原价态越低
C．反应中转移电子数为0.004 mol
D．还原产物可能为NH4NO3
4．（2023·山东淄博·校联考二模）探究铜与硝酸反应的生成
时的硝酸浓度。如图所示，先通
一段时
间后关闭活塞K，将铜丝伸入溶液中，当A 中气体变为无色时，上提铜丝，再将B 中溶液稀释至
，
取
，用
的
溶液滴定至终点时消耗
(忽略硝酸的挥发、分解及溶液体积变
化)。下列说法正确的是
A．可用盛有
溶液的洗气瓶进行尾气吸收
B．铜与硝酸反应主要生成
时的硝酸浓度不大于
C．若不通
，可能导致所得实验结果偏高
D．若通过直接滴定A 中剩余酸的量(掩蔽掉
的干扰)进行求算，所得实验结果偏低
5．（2023·全国·高三专题练习）将1.92g 铜粉与一定量的浓硝酸反应，硝酸的还原产物为NO 和NO2，当铜
粉完全反应时收集到混合气体1.12L(气体体积折算为标准状况)。则所消耗硝酸的物质的量是
A．0.08mol
B．0.09mol
C．0.11mol
D．0.12mol
6．（2023·全国·高三专题练习）用图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
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主要实验操作
实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无
明显现象，加热烧瓶，反应开始后停止加热。
①A 中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜
色逐渐变浅；反应停止后，A 中无固体剩余。
②B 中溶液变棕色。
取少量A 中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰化钾溶
液
③溶液变为红色
取少量 B 中溶液，加热
④B 中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气
中变为红棕色
已知：FeSO4+NO=Fe(NO)SO4(棕色) ∆H<0 。
下列说法正确的是
A．滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是：温度低，反应速率太慢
B．实验现象③说明反应后A 中溶液含有 Fe2+
C．实验现象④说明 A 中有 NO 生成
D．可用浓 NaOH 溶液和湿润的红色石蕊试纸检验硝酸的还原产物中是否有 NH
7．（2023·全国·高三专题练习）将质量为32g 的铜与150mL 的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标
准状况下11.2L 的NO 和NO2的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH 溶液中，
气体恰好被吸收生成NaNO3。下列说法不正确的是
A．标准状况下，通入的O2体积为5.6L
B．向反应后的溶液加NaOH，使铜沉淀完全，需要NaOH 的物质的量至少为1.0mol
C．标准状况下，混合气体构成是5.6L 的NO 和5.6L 的NO2
D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol·L−1
8．（2023 春·重庆万州·高三重庆市万州第二高级中学校考阶段练习）将一定质量的镁铜合金加入到稀硝酸
中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol·L－1
NaOH 溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，则下列有关叙述中正确的是
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（ ）
A．加入合金的质量不可能为6.4 g
B．参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol
C．沉淀完全时消耗NaOH 溶液的体积为150 mL
D．溶解合金时收集到NO 气体的体积在标准状况下为2.24 L
9．（2023·高一课时练习）关于硝酸的说法正确的是
A．硝酸电离出的H＋离子，能被Zn、Fe 等金属还原成H2
B．浓HNO3与浓HCl 按3 1∶的体积比所得的混合物叫王水
C．硝酸与金属反应时，主要是＋5 价的氮元素得电子
D．常温下，向浓HNO3中投入Fe 片，会产生大量的红棕色气体
10．（2023 春·甘肃张掖·高一高台县第一中学校考阶段练习）在某100mL 混酸中，硝酸的物质的量浓度为
0.4mol/L，硫酸的物质的量浓度为0.2mol/L，加入2.56g 铜粉，微热，待充分反应后，溶液中Cu2+的物质的
量浓度为
A．0.15mol/L
B．0.3mol/L
C．0.225mol/L
D．无法计算
11．（2022 秋·湖南岳阳·高三校考阶段练习）实验研究发现，金属与硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓
度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与足量很稀的硝酸充分
反应，反应过程中无气体放出，在反应结束后的溶液中逐滴加入5mol/LNaOH 溶液，所加NaOH 溶液的体
积
与产生沉淀的物质的量
关系如图所示，下列说法正确的是
A．
点到点的反应为：
B．样品中铝粉和铁粉的质量之比为：
C．
点对应
溶液的体积为
D．原硝酸溶液中硝酸的物质的量为
12．（2023·全国·高三专题练习）铁粉与硝酸反应可制备硝酸铁，硝酸铁溶液可用于刻蚀银器。铁粉用量
和硝酸浓度都会影响反应产物。
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I．常温下过量铁粉与不同浓度硝酸反应的还原产物的探究。利用如图装置进行实验，其中装置A 为氮气氛
围。
(1)实验一：硝酸初始浓度为12.0mol•L-1时，硝酸的还原产物主要是NO2。装置B 中NO2发生反应的化学方
程式为 。
(2)实验二：硝酸浓度为6.0mol•L-1时，硝酸的还原产物主要是NO。利用上述装置进行实验时，证明还原产
物主要是NO 的现象是 。
(3)实验三：硝酸浓度为0.5mol•L-1时，过量铁粉与硝酸反应产生H2，充分反应后所得溶液几乎无色。取装
置A 中上层清液，加入过量NaOH 溶液并煮沸，产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。过量铁粉与
0.5mol•L-1硝酸混合发生反应的离子方程式有：①Fe+2H+=Fe2++H2↑；② 。
II．硝酸铁溶液刻蚀银器的原理探究。
(4)已知：①0.1mol•L-1硝酸铁溶液pH 的为1.6。
②将5mL0.1mol•L-1硝酸铁溶液滴加到有银镜的试管中，1min 银镜完全溶解。
提出猜想猜想a：Fe3+具有氧化性，能氧化Ag。
猜想b：酸性条件下NO ，能氧化Ag。
设计实验，验证猜想
序号
实验方案
实验现象
结论
猜想
a
①将5mLpH 约为1.6 的0.05mol•L-1 溶液滴加到有银镜
的试管甲中
②将5mLpH 约为1.6 的硫酸溶液滴加到有银镜的试管乙中
猜想a 成
立
猜想
b
将5mL 溶液滴加到有银镜的试管丙中
1.2min 试管丙中银镜完全
溶解
猜想b 成
立
实验结论：硝酸铁溶液刻蚀银器原理是0.1mol•L-1硝酸铁溶液中的Fe3+和NO 均能氧化Ag。
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