Question

為測定某銅銀合金的組成，將30.0g合金溶于80mL 13.5mol/L的濃HNO₃中．待合金完全溶解后，收集到NO和NO₂混合氣體6.72L（標準狀況），并測得溶液中H⁺濃度為1mol/L，假設(shè)反應(yīng)前后溶液體積不變，試計算：
（1）被還原的硝酸的物質(zhì)的量；
（2）合金中銀的質(zhì)量；
（3）收集到的混合氣體中NO₂的體積（標準狀況）．

Answer 1

考點：氧化還原反應(yīng)的計算,有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：氧化還原反應(yīng)專題

分析：（1）被還原的硝酸生成NO、NO₂，根據(jù)N元素守恒計算被還原硝酸的物質(zhì)的量；
（2）令混合物中Cu、Ag物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，產(chǎn)物Cu（NO₃）₂、AgNO₃中含NO₃^-物質(zhì)的量各為2xmol、ymol，根據(jù)合金質(zhì)量及N原子守恒列方程，再根據(jù)m=nM計算Ag的質(zhì)量；
（3）令混合氣體中NO和NO₂的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，根據(jù)二者體積及電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計算，進而計算二氧化氮的體積．

解答： （1）收集到的氣體為NO₂和NO，故被還原的n（HNO₃）=n（NO₂+NO）=6.72 L÷22.4L?mol^-1=0.30mol，
答：被還原的硝酸的物質(zhì)的量為0.3mol．
（2）反應(yīng)的n（HNO₃）=13.5 mol?L^-1×0.08L-1.0 mol?L^-1×0.08L=1 mol
設(shè)合金中銅、銀物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：
64x+108y=30   ①
產(chǎn)物Cu（NO₃）₂、AgNO₃中含NO₃^-物質(zhì)的量各為2x mol、y mol，據(jù)N守恒可得：
2x+y+0.3=1 ②
聯(lián)立①②，解得x=0.3  y=0.10 mol
故合金中銀的質(zhì)量=0.10 mol×108g/mol=10.8g，
答：合金中銀的質(zhì)量為10.8g．
（3）令混合氣體中NO和NO₂的物質(zhì)的量分別為amol、bmol，根據(jù)二者體積及電子轉(zhuǎn)移守恒，則：

a+b= 6.72 22.4 3a+b=0.3×2+0.1×1

解得a=0.2，b=0.1
故混合氣體中NO₂的體積=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
答：混合氣體中NO₂的體積為2.24L．

點評：本題考查混合物計算、氧化還原反應(yīng)計算，難度中等，注意反應(yīng)中硝酸起氧化劑、還原劑作用，注意守恒思想的應(yīng)用．