Question

現(xiàn)有銅、銀合金14g與足量的某濃度的硝酸100mL發(fā)生反應(yīng)，將生成的氣體與1.12L（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(guò)計(jì)算回答下列問(wèn)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2.24L，反應(yīng)后溶液中c（H⁺）=7mol/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？

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：計(jì)算題

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1.12L的O₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合，通入水中，恰好完全吸收，縱觀整個(gè)過(guò)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(jì)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(jì)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(jì)算，再根據(jù)V=nV_m計(jì)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=

n

V

計(jì)算．

解答： 解：（1）14g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1.12L的O₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）混合，通入水中，恰好完全吸收，縱觀整個(gè)過(guò)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：

64x+108y=14 2x+y= 1.12 2.24 ×4

解得x=0.05、y=0.1，
故m（Cu）=0.05mol×64g/mol=3.2g，m（Ag）=0.1mol×108g/mol=10.8g，
答：故合金中Cu的質(zhì)量為3.2g、Ag的質(zhì)量為10.8g．
（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=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，故NO₂的物質(zhì)的量=

0.05mol×4

5-4

=0.2mol，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0.2mol，
答：被還有硝酸的物質(zhì)的量為0.2mol；
（3）混合氣體的物質(zhì)的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，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：

a+b=0.1 3a+b=0.05×4

解得a=0.05、b=0.05，
故V（NO）=V（NO₂）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
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×7mol/L+0.05mol×2+0.1mol=0.9mol，根據(jù)氮元素守恒可知n_原溶液（HNO₃）=n（NO₃^-）+n（NO+NO₂）=0.9mol+0.1mol=1mol，故原硝酸的濃度是

1mol

0.1L

=10mol/L，
答：該混合氣體中NO和NO₂的體積都是為1.12L，原硝酸的濃度為10mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物計(jì)算、氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算，難度中等，判斷金屬提供的電子等于氧氣獲得的電子是關(guān)鍵，注意氧化還原反應(yīng)中守恒思想的運(yùn)用．