Question

为测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80mL13.5mol/L的浓HNO3中，将合金完全溶解后，收集到气体6.72L(标准状况)，并测得溶液的pH=0，假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算：
(1)被还原的HNO3的物质的量。
(2)合金中Ag的质量分数。

Answer 1

[H+]=1mol／L。
所以，参加反应的HNO3总物质的量=(13.5-1)×0.08=1mol。
设：合金含Agxg，含Cu(30-x)g则

本题解题关键在于把握Cu，Ag与浓HNO3反应过程中，隐含了浓HNO3稀释的计算实质，即所涉及的反应有四个：
Ag+2HNO3(浓)====AgNO3+NO2↑+H2O                     (1)
Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O                (2)
3Ag+HNO3(稀)====3AgNO3+NO↑+2H2O                    (3)
3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O               (4)
采取对反应体系的始态与终态进行整体分析，利用守恒法则可获得十分简捷的计算。
观察四个化学方程式，不难看出：被还原的HNO3均转化成NO和NO2，根据N原子数守恒分析，被还原的硝酸的物质的量等于NO与NO2物质的量之和。从已知的NO与NO2的总体积进而可求得被还原的HNO3的量。
从HNO3的作用分析：消耗HNO3的总物质的量等于被还原HNO3与只起酸性作用的HNO3物质的量之和。由化学式AgNO3和Cu(NO3)2，可将只做酸用的HNO3量以Ag和Cu的物质的量代换，即：
n(HNO3)====n(NO+NO2)+n(Ag)+2n(Cu)
据此可简捷地求得Ag的质量分数。