Question

6．為了測定某銅銀合金的成分，將30.0g合金溶于80mL 13.5mol/L的濃硝酸中，待合金完全溶解后，共收集到標準狀況氣體6.72L，并測得溶液的c（H⁺）=1mol/L，假設(shè)反應后溶液的體積仍為80mL，計算：
（1）被還原的硝酸的物質(zhì)的量．
（2）合金中銀的質(zhì)量分數(shù)．
（3）NO和NO₂體積．

Answer 1

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，進而計算一氧化氮和二氧化氮的體積．

解答 解：（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，合金中銀的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{10.8g}{30g}×100%$=36%，答：合金中銀的質(zhì)量分數(shù)為36%；
（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：
$\left\{\begin{array}{l}{a+b=\frac{6.72}{22.4}}\\{3a+b=0.3×2+0.1×1}\end{array}\right.$
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，V（NO）=4.48L，
答：NO和NO₂體積分別是：4.48L和2.24L．

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