Question

(10分)将1.52g铜镁合金完全溶解于50.0mL密度为1.40g/mL、质量分数为63.0%的浓硝酸中，得到NO₂和N₂O₄的混合气体1120mL (标准状况)，向反应后的溶液中加入1.00mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀。求：  
（1）浓硝酸中HNO₃的物质的量浓度。
（2）该合金中铜与镁的物质的量之比为      。
（3） NO₂和N₂O₄的混合气体中，NO₂的体积分数是           。

Answer 1

（1）C(HNO₃)=14mol/L；（2）2:1；（3）80%

试题分析：（1）根据金属的物质的量浓度与质量分数的换算关系可知:C="(ρ×1000×ω)÷M" ="(1.40×1000×63.0%)" ÷63=14mol/L；在化学反应中金属失去的电子的物质的量等于硝酸得到的电子的物质的量等于形成沉淀时的氢氧根离子的物质的量。铜镁都是+2价的金属，金属增加的质量就是OH-的质量。m(OH-)= 2.54g-1.52g=1.02g。n(OH-)=1.02g÷17g/mol=0.06mol.则n(Mg)+n(Cu)=0.03mol.因为24 n(Mg)+64n(Cu)= 1.52。n(Mg)="0.01mol;" n(Cu)=0.02mol.所以该合金中铜与镁的物质的量之比为0.02:0.01=2:1.（3）1120mL混合气体的物质的量是0.05mol。假设NO₂和N₂O₄的混合气体中，NO₂的物质的量是x,则N₂O₄的物质的量是(0.05-x)mol.根据电子守恒可得x+2(0.05-x)= 0.06mol.解得x=0.04mol.对于气体来说，气体的体积比等于它们的物质的量的比。所以NO₂的体积分数是(0.04mol÷0.05mol)×100%=80%。