硝酸与金属的反应计算，是高考化学氧化还原板块的必考难点，也是选择题压轴、实验计算、工业流程计算中的高频命题形式。这类题目核心考查守恒思想-即氮原子守恒与电子得失守恒，只要抓住这两条主线，不盲目配平、不硬背方程式，就能稳定得分。

从反应本质来看：金属与硝酸反应时，硝酸同时体现两种作用：一部分硝酸提供与金属阳离子结合成盐，只表现酸性；另一部分硝酸中+5价的N被还原为氮氧化物气体，表现强氧化性。因此，总消耗硝酸的物质的量，一定等于成盐硝酸与被还原硝酸的物质的量之和，这是氮原子守恒的直接应用，也是解题的基础切入点。

从氧化还原规律来看：金属失去的电子，会全部转移给被还原的硝酸，金属失电子总数 = 硝酸中N原子得电子总数，这就是电子守恒。高考中最常出现的还原产物为NO₂和NO，每个N原子分别得到1个、3个电子，这是计算的关键定量关系。

高考命题中，常设置浓硝酸变稀的反应情境，此时生成的是混合气体，无法用单一方程式计算，必须联立气体总物质的量方程与电子守恒方程求解；若涉及铁等变价金属，还需结合硝酸的用量判断铁的最终价态，再代入守恒式计算。

一、总纲领：两个守恒

1）N原子守恒（物料守恒）

进入溶液的N有两部分：n(总消耗HNO₃)=n(成盐NO₃^－)+n(被还原HNO₃)

成盐NO₃^－：与金属阳离子配对（如Cu²⁺→2NO₃^－）

被还原HNO₃：全部变成气体（NO₂、NO等）

2）电子守恒（氧化还原核心）

n(金属失e−)=n(N得e−)

金属：M →Mⁿ⁺ 失ne⁻

N：+5→气体中价态，得 (5−x) e⁻

95%的硝酸金属计算=N守恒+电子守恒联立

二、与Cu反应

（1）Cu+浓 HNO₃ →NO₂

1 molCu失2mole⁻

生成2molNO₂（得2×1=2 mole⁻）

消耗4molHNO₃

成盐：2mol

被还原：2mol

比 例：n(总HNO₃)/n(被还原HNO₃)=4/2=2/1

（2）Cu+稀HNO₃ →NO

3molCu失6mol e⁻

2 molNO得 2×3=6 mole⁻

消耗8molHNO₃

成盐：6mol

被还原：2mol

比例：n(总HNO₃/)n(被还原 HNO₃)=8/2=4/1

三、通用计算模板（任何金属都适用）

设：

金属M：物质的量a，价态+m

生成气体总物质的量b（NO₂、NO混合）

设：n(NO₂)=x，n(NO)=y

步骤 1：列方程

1）气体总量x+y=b

2）电子守恒a·m=1·x+3y（Cu：m=2；Ag：m=1；Fe→Fe²⁺：m=2；Fe→Fe³⁺：m=3）

3）N守恒求总硝酸  

n(总HNO₃)=成盐am+被还原b

步骤 2：解方程组

由x+y=b  am=x+3y得：y=(am−b)/2x=(3b−am)/2

四、经典题型

1：Cu+浓→稀硝酸（气体 NO₂+NO）

例题1.92 gCu与一定量浓 HNO₃ 完全反应，收集标况气体 672 mL。

求：(1) n(NO₂)、n(NO)  (2)总消耗HNO₃物质的量

解

1）算物质的量m(Cu)=1.92 g,M(Cu)=64g/mol

n(Cu)=1.92/64=0.03mol

n(气体)=0.672/22.4=0.03mol

2）电子守恒Cu：0.03mol，失电子：0.03×2=0.06mol e−

设：n(NO₂)=x，n(NO)=y

x+y=0.03    x+3y=0.06

解得：y=0.015,x=0.015

即：n(NO₂)=0.015 mol,  n(NO)=0.015 mol

3）总消耗HNO₃（N守恒）

成盐 NO₃⁻：0.03×2=0.06mol

被还原 HNO₃：0.03mol

n(总HNO₃)=0.06+0.03=0.09mol

2：Fe +HNO₃（价态问题）

关键判断

1）稀 HNO₃ 过量Fe→Fe^3＋(失 3e−)

2）Fe过量Fe→Fe^2＋(失 2e−)

电子守恒写法统一为：设n(NO₂)=x，n(NO)=y

n(Fe)·m=x+3y

Fe→Fe³⁺：m=3

Fe→Fe²⁺：m=2

3：只有一种气体（纯 NO₂ 或 纯 NO）

（1）只生成 NO₂（浓硝酸足量）

n(金属失e−)=n(NO₂)

（2）只生成 NO（稀硝酸足量）

n(金属失e−)=3n(NO)

4：混合物（Cu + Ag）+ HNO₃

设：n(Cu)=a，失2ae−     n(Ag)=b，失be−

气体：x(NO₂)+y(NO)

方程：1）质量方程（若给总质量）64a+108b=m(总)

2）电子守恒2a+b=x+3y

3）气体总量x+y=n(气)

4）总硝酸n(HNO₃)=2a+b+x+y

依然是联立求解。

5：反应后加NaOH 沉淀金属

金属→金属离子→加完全沉淀

n(HNO₃)=n(NaOH)=n(溶液金属失电子)

沉淀质量=金属质量+OH^－质量

m(沉淀)=17×n(NaOH)+m(金属)

6：若反应后的 NO₂+NO，然后将混合气体和一定氧气通入倒扣水槽的试管中后，试管充满水

该反应存在联系反应，即NO₂+NO+O₂完全反应生成HNO₃，则电子转移存在：金属失去的电子总量=氮氧化物得到总量=氧气得到总量

7：若反应用的是金属和硫酸、硝酸的混酸反应，此反应用离子方程式计算即可，不可用化学方程式。

整体而言，硝酸与金属的计算不依赖复杂方程式配平，核心就是依托氮守恒确定总硝酸用量，依托电子守恒求解气体比例或转移电子数，这是高考化学计算中极具规律性、能稳定拿分的题型，掌握守恒法即可突破所有同类考题。