8.現(xiàn)有銅、銀合金34.4g與足量的某濃度的硝酸100mL發(fā)生反應(yīng),將生成的氣體與3.36L(標(biāo)況)氧氣混合,通入足量的水中恰好全部吸收,反應(yīng)后溶液體積仍為100mL.試通過計算回答下列問題:
(1)原固體混合物中銅和銀的質(zhì)量各是多少?
(2)若原硝酸溶液為濃硝酸,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是單一氣體,則該反應(yīng)中被還原的硝酸的物質(zhì)的量是多少?
(3)合金完全溶解后,若生成的氣體在標(biāo)況下體積為8.96L,反應(yīng)后溶液中c(H+)=5mol/L,則該混合氣體中NO和NO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積分別是多少?原硝酸的濃度是多少?

分析 (1)銅、銀合金與足量的某濃度的硝酸完全反應(yīng),反應(yīng)生成氮的氧化物與3.36L的O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合,通入水中,恰好完全吸收,縱觀整個過程,金屬提供電子物質(zhì)的量等于氧氣獲得電子物質(zhì)的量,令Cu、Ag的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,根據(jù)二者質(zhì)量及電子轉(zhuǎn)移守恒列方程解答;
(2)若原硝酸溶液為濃硝酸,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是單一氣體,則生成氣體為NO2,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算NO2的物質(zhì)的量,反應(yīng)中被還原的硝酸生成NO2,根據(jù)N元素守恒計算被還原硝酸的物質(zhì)的量;
(3)令NO和NO2的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol,根據(jù)二者體積及電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計算,再根據(jù)V=nVm計算各自體積;
反應(yīng)后溶液中含有為硝酸銅、硝酸銀及剩余的硝酸,根據(jù)電荷守恒,可知反應(yīng)后溶液中n(NO3-)=n(H+)+2n(Cu2+)+n(Ag+),根據(jù)氮元素守恒可知n原溶液(HNO3)=n(NO3-)+n(NO+NO2),再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算.

解答 解:(1)銅、銀合金與足量的某濃度的硝酸完全反應(yīng),反應(yīng)生成氮的氧化物與3.36L的O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合,通入水中,恰好完全吸收,縱觀整個過程,金屬提供電子物質(zhì)的量等于氧氣獲得電子物質(zhì)的量,令Cu、Ag的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,根據(jù)二者質(zhì)量及電子轉(zhuǎn)移守恒,可得:
$\left\{\begin{array}{l}{64x+108y=34.4}\\{2x+y=\frac{3.36L}{22.4L/mol}×2×(2-0)}\end{array}\right.$
解得x=0.2、y=0.2,
故m(Cu)=0.2mol×64g/mol=12.8g,m(Ag)=0.2mol×108g/mol=21.6g,
答:故合金中Cu的質(zhì)量為12.8g、Ag的質(zhì)量為21.6g;
(2)若原硝酸溶液為濃硝酸,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是單一氣體,則生成氣體為NO2,氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,故NO2的物質(zhì)的量=$\frac{0.15mol×4}{(5-4)}$=0.6mol,反應(yīng)中被還原的硝酸生成NO2,根據(jù)N元素守恒,被還原硝酸的物質(zhì)的量等于NO2的物質(zhì)的量,即被還有硝酸的物質(zhì)的量為0.6mol,
答:被還有硝酸的物質(zhì)的量為0.6mol;
(3)若生成的氣體在標(biāo)況下體積為8.96L,混合氣體的物質(zhì)的量為$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol,令NO和NO2的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol,根據(jù)二者物質(zhì)的量及電子轉(zhuǎn)移守恒可得:
$\left\{\begin{array}{l}{a+b=0.4}\\{3a+b=0.6}\end{array}\right.$
解得a=0.1、b=0.3,
故V(NO)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L;
V(NO2)=0.3mol×22.4L/mol=6.72L,
反應(yīng)后溶液中含有為硝酸銅、硝酸銀及剩余的硝酸,根據(jù)電荷守恒可知反應(yīng)后溶液中n(NO3-)=n(H+)+2n(Cu2+)+n(Ag+)=0.1L×5mol/L+0.2mol×2+0.2mol=0.9mol,根據(jù)氮元素守恒可知n原溶液(HNO3)=n(NO3-)+n(NO+NO2)=0.9mol+0.4mol=1.3mol,故原硝酸的濃度是$\frac{1.3mol}{0.1L}$=13mol/L,
答:該混合氣體中v(NO)=2.24L、v(NO2)=6.72L原硝酸的濃度為13mol/L.

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)的計算,為高頻考點,把握發(fā)生的反應(yīng)、電子及原子守恒為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與計算能力的考查,注意守恒法應(yīng)用,題目難度不大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應(yīng)所致:汽車內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮氣和氧氣反應(yīng),這是汽車尾氣里含有NO氣體的原因之一.已知不同溫度時,反應(yīng)N2(g)+O2(g)?2NO(g)的平衡常數(shù).
 溫度1760℃2400℃2730℃
 平衡常數(shù) 2.4×10-46.4×10-3  8.9×10-3
(1)假定該反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行,判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志AD.
A.消耗1mol N2同時生成1mol O2     B.混合氣體密度不變
C.混合氣體平均相對分子質(zhì)量不變    D.2v(N2=v(NO)
(2)將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中,下列變化趨勢正確的是AC(填字母序號).

(3)在2400℃時向2L密閉容器中充入N2和O2各1mol,平衡時N2的轉(zhuǎn)化率是4%(保留整數(shù));平衡后再向其中充入1molNO,重新達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),與原平衡狀態(tài)相比,此時平衡混合氣中NO的體積分?jǐn)?shù)不變(填“變大”、“變小”或“不變”).
(4)為了減輕大氣污染,人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=a kJ•mol-1,為了測定在某種催化劑作用下該反應(yīng)的反應(yīng)速率,t℃時在一等容的密閉容器中,在上述條件下該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,某科研機(jī)構(gòu)用氣體傳感器測得了不同時間的NO和CO的濃度如下表(CO2和N2的起始濃度均為0).
時間/s012345
c(NO)/10-4mol/L10.04.502.501.501.001.00
c(CO)/10-3mol/L3.603.052.852.752.702.70
請回答下列問題:
①a小于0(填“大于”或“小于”).
②假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述處理汽車尾氣反應(yīng),達(dá)到平衡時改變下列條件,能提高NO轉(zhuǎn)化率的是
CD.
A.選用更有效的催化劑                B.升高反應(yīng)體系的溫度
C.降低反應(yīng)體系的溫度                D.縮小容器的體積.
③t℃時2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=5000.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.在CO和CO2組成的混合氣體中,兩物質(zhì)的質(zhì)量比為14:11,則該混合氣體中CO和CO2的物質(zhì)的量比為?( 。
A.14:11B.2:1C.1:1D.1:2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應(yīng)用的高效安全消毒劑.與Cl2相比,ClO2不但具有更顯著的殺菌能力,而且不會產(chǎn)生對人體有潛在危害的有機(jī)氯代物.
(1)在ClO2 的制備方法中,有下列兩種常用制備方法:
方法一:2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O2+H2SO4═2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O
①方法一中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:1,其中方法二制備的ClO2 更適合用于飲用水的消毒,其主要原因是方法二制備的ClO2中不含Cl2
(2)我國最近成功研制出制取ClO2 的新方法,其反應(yīng)的微觀過程如圖甲所示:

該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2NaClO2═2NaCl+2ClO2
(3)消毒時,ClO2對污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明顯的去除效果.某工廠污水中含CN-,現(xiàn)用ClO2將CN-氧化,生成兩種無毒氣體,其離子反應(yīng)方程式為2ClO2+2CN-=N2↑+2CO2↑+2Cl-
(4)自來水廠用ClO2 處理后的水中,要求ClO2 的濃度在0.1~0.8mg/L之間.碘量法可以檢測水中ClO2 的濃度,步驟如下:
Ⅰ.取一定體積的水樣用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性,然后加入一定量的碘化鉀,并加入淀粉溶液,溶液變藍(lán).
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3 溶液.(已知:2S2O32-+I2═S4O62-+2I - )
Ⅲ.重復(fù)上述操作2~3次.
操作時,不同pH環(huán)境中粒子種類如圖乙所示:
請回答:
①操作Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式是2ClO2+2I-=2ClO2-+I2;
②確定操作Ⅱ恰好完全反應(yīng)的現(xiàn)象是藍(lán)色消失,半分鐘內(nèi)不變色;
③若水樣的體積為1.0L,在操作Ⅱ時消耗了1.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液10mL,則水樣中ClO2的濃度是0.675 mg/L.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.以硫酸銅溶液作電解液,對含雜質(zhì)Fe、Zn、Ag的粗銅進(jìn)行電解精煉.下列敘述正確的是( 。
①粗銅與直流電源負(fù)極相連
②陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu
③電路中每通過3.0l×1023個電子,得到的精銅質(zhì)量為16g
④雜質(zhì)Ag以Ag2SO4的形式沉入電解槽形成“陽極泥”
A.②③B.②④C.③④D.①③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

13.下面有幾種物質(zhì),請按要求回答問題.
①碳酸鈉溶液與沙子      ②粗鹽              ③SiO2和Al2O3混合物
④水和汽油的混合物      ⑤用CCl4提取碘水中的碘

(1)分離①的操作名稱為過濾.
(2)為了除去粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-及泥沙,可將粗鹽溶于水,然后進(jìn)行下列5項操作:①過濾    ②加過量的NaOH溶液   ③加適量鹽酸  ④加過量的Na2CO3溶液    ⑤加過量的BaCl2溶液.
正確的操作順序有BD
A  ①②③④⑤B  ⑤②④①③C  ④⑤②①③D  ②⑤④①③
(3)SiO2中混有少量Al2O3雜質(zhì),除去雜質(zhì)所加的試劑為  鹽酸或硫酸  
(4)④和⑤共同使用的儀器且在其他組分分離無需使用,這種儀器是分液漏斗.
(5)在3mL碘水中,加入1mL四氯化碳,振蕩、靜置后,觀察到試管里的分層現(xiàn)象是D(注:圖1圖片片中深色區(qū)為紫紅色溶液)
(6)從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)溶劑,還需要經(jīng)過蒸餾,指出圖2實驗裝置中的錯誤之處.
①未墊石棉網(wǎng);
②溫度計插到了液體中;
③冷凝管進(jìn)出水的方向顛倒.

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20.在常溫時,將a1ml b1mol/L CH3COOH溶液加入到a2ml b2mol/L NaOH溶液中,下列結(jié)論正確的是(  )
A.如果a1=a2,b1=b2,則混合溶液中c(CH3COO-)=c(Na+
B.如果混合溶液的PH=7,則混合溶液中c(CH3COO-)>c(Na+
C.如果混合溶液的PH<7,則a1b1=a2b2
D.如果a1=a2,且混合溶液的PH<7,則b1>b2

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17.將足量的稀鹽酸加入到下列固體中,不能發(fā)生離子反應(yīng)的是( 。
A.Na2CO3B.Fe(NO32C.NaHSO4D.NaClO

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18.材料科學(xué)發(fā)展日新月異.
(1)某太陽能吸熱涂層以鎳或鎳合金空心球為吸收劑,基態(tài)鎳原子的價層電子排布式是3d84s2.某鎳配合物結(jié)構(gòu)如圖6所示,分子內(nèi)含有的作用力有ACE(填序號).
A.氫鍵       B.離子鍵       C.共價鍵       D.金屬鍵        E.配位鍵
(2)某金屬M與C60可制備一種超導(dǎo)材料,晶胞如圖1所示,M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部.該材料的化學(xué)式為M3C60

(3)碳的一種同素異形體--石墨,其晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示,碳原子的雜化方式sp2,圖3虛線勾勒出的是其晶胞.則石墨晶胞含碳原子個數(shù)為4個.
(4)有機(jī)太陽能固體電池材料含有高純度C60,其結(jié)構(gòu)如圖4,ImolC60分子中π鍵的數(shù)目為30NA,C60的晶胞結(jié)構(gòu)如圖5,則一個C60分子周圍有12個緊鄰C60分子,其固體屬于分子晶體.C60能在溶劑二硫化碳中溶解而不溶于水的原因是C60與二氧化硫都是非極性分子,相似相溶,而水是極性分子.已知該晶胞的密度為ρ g•cm-3則兩個最近C60間的距離為$\frac{1}{\sqrt{2}}\root{3}{\frac{2880}{ρ×{N}_{A}}}×1{0}^{7}$ nm(列出計算式,已知阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA).

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