Question

14．（1）室溫向盛有3.0mL NO的試管中緩緩通入1.5mL O₂（所有氣體體積均在標準狀下測定），最終試管中剩余的氣體體積為1.0ml，所得溶液物質的量濃度$\frac{1}{22.4}$mol/Lmol/L
（2）等體積的兩份稀酸溶液，一份為a mol．L^-1的硝酸溶液；另一份為硝酸和硫酸的混合溶液，硝酸濃度為a mol．L^-1硫酸的濃度為b mol．L^-1．若分別向兩份溶液加入過量的銅粉，產生的氣體體積為1：2（都只生成NO），則a：b的值是2：1
（3）銅和鋅的合金4.6g完全溶解于濃硝酸，若反應中硝酸被還原為1120mlNO₂和224mlN₂O₄氣體（標況），在反應后的溶液中，加入足量的氫氧化鈉溶液，生成的沉淀質量為5.79g．

Answer 1

分析 （1）一氧化氮和氧氣反應方程式為：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，根據(jù)一氧化氮和氧氣之間的關系式確定剩余氣體；反應后的所得溶液體積為2.0mL，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$據(jù)此氧氣的物質的量，再結合反應計算出生成硝酸的物質的量，最后根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算出所得溶液的濃度；
（2）設出溶液體積為VL，一份為a mol•L^-1的硝酸溶液，含有硝酸的物質的量為Vamol，由于銅足量，根據(jù)反應3Cu+8H⁺+2NO₃^-（�。┄T3Cu²⁺+2NO?+4H₂O可知生成氣體的物質的量為：$\frac{2}{8}$×Vamol=0.25Vamol；當硝酸根離子完全反應時生成NO體積為Vamol2×0.25Vamol，說明第二份溶液中的硝酸根離子有剩余，根據(jù)第二份溶液中的氫離子計算出生成NO體積，然后結合生成氣體的體積之比為1：2列式計算；
（3）先算出銅和鋅總共失去的電子數(shù)，而銅和鋅失去的電子數(shù)，就是他們結合的氫氧根的物質的量，而結合的氫氧根兩種的質量就正好是質量增加的質量，據(jù)此計算出生成沉淀的質量．

解答 解：（1）設1.5 mL O₂全部參加反應，由反應4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃知：V_反應（NO）=V_反應（O₂）×$\frac{4}{3}$=1.5 mL×$\frac{4}{3}$=2.0 mL，而NO的總體積是3.0 mL，故剩余NO氣體1.0 mL；標準狀況下1.5mL氧氣完全反應生成硝酸的物質的量為：$\frac{1.5×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$×$\frac{4}{3}$=$\frac{2×1{0}^{-3}}{22.4}$mol，所得溶液體積為：3.0mL-1.0mL=2.0mL，則所得溶液的濃度為：$\frac{\frac{2×1{0}^{-3}}{22.4}mol}{2.0×1{0}^{-3}L}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L，
故答案為：1.0 mL；$\frac{1}{22.4}$mol/L；
（2）設溶液體積為VL，一份為a mol•L^-1的硝酸溶液，含有硝酸的物質的量為Vamol，由于銅足量，根據(jù)反應3Cu+8H⁺+2NO₃^-（�。┄T3Cu²⁺+2NO?+4H₂O可知生成氣體的物質的量為：$\frac{2}{8}$×Vamol=0.25Vamol；
另一份為硝酸和硫酸的混合溶液，硝酸濃度為a mol•L^-1硫酸的濃度為b mol•L^-1，含有Vamol硝酸、Vbmol硫酸，銅足量，若硝酸根離子完全反應，則生成NO的物質的量為：Vamol＞2×0.25Vamol，所以反應后硝酸根離子有剩余，氫離子完全反應，混合液中含有氫離子的總物質的量為：Vamol+2Vbmol，根據(jù)反應3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO?+4H₂O可知生成氣體的物質的量為：$\frac{2}{8}$×（Vamol+2Vbmol）=0.25Vamol+0.5Vbmol，
根據(jù)產生的氣體體積為1：2（都只生成NO）可知：$\frac{0.25Va}{0.25Va+0.5Vb}$=1：2，整理可得：2：1，
故答案為：2：1；
3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO?+4H₂O，
（4）本題涉及反應有：Cu$\stackrel{失去2電子}{→}$Cu²⁺$\stackrel{2OH-}{→}$Cu（OH）₂，Zn$\stackrel{失去2電子}{→}$Zn²⁺$\stackrel{2OH-}{→}$Zn（OH）₂，
反應后生成Cu（OH）₂和Zn（OH）₂，根據(jù)以上反應關系可知銅和鎂失去電子數(shù)等于結合的氫氧根的物質的量，反應后沉淀的質量等于合金的質量加氫氧根離子的質量，
生成1120mL 的NO₂氣體和224mL的N₂O₄氣體，反應中轉移的電子的物質的量為：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$×（5-4）+$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×2×（5-4）=0.07mol，
所以生成的沉淀的質量為：4.6g+0.07mol×17g/mol=5.79g，
故答案為：5.79．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的實質為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．