Question

已知常温下，硝酸浓度越稀，其还原产物的价态越低．（本题气体数据均已折算至标准状况）
（1）实验室欲用70%的浓硝酸（密度1.41g/mL）配制1.0mol/L的稀硝酸（密度1.04g/mL）500mL．求：70%浓硝酸的物质的量浓度

 

mol/L（保留1位小数，下同），配制时需浓硝酸

 

mL．
（2）将9.65克某铜锌合金加入到足量的浓硝酸中，得到气体 6.72L（假设不含N₂O₄），则该合金中铜与锌的物质的量之比为

 

．
（3）向100mL某浓度的硝酸溶液中加入足量的铁粉，铁粉部分溶解，却无气体产生．向反应后的溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤后对滤渣进行洗涤后灼烧得到固体物质4.8g，写出铁与硝酸反应的化学方程式

 

，该硝酸溶液的物质的量浓度

 

．
（4）将13克锌加入到200mL 3.6mol/L的硝酸溶液中，锌全部溶解，得到无色气体2.464L（已知常温下N₂O₃为液体），测得反应后的溶液pH=0（假设反应前后溶液体积无变化）．取少量反应后的溶液加入足量的氢氧化钠溶液并加热，无刺激性气味的气体生成．试求该无色气体的组成及其物质的量．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,物质的量浓度的相关计算

专题：计算题

分析：（1）根据c=

1000ρw

M

计算浓硝酸的浓度，根据稀释定律计算所需浓硝酸的体积；
（2）6.72LNO₂的物质的量为0.3mol，设Cu为xmol，Zn为ymol，根据质量9.65g与生成NO₂的物质的量0.3mol列式计算；
（3）铁粉部分溶解，说明生成Fe（NO₃）₂，却无气体产生说明即生成NH₄NO₃；
（4）由加入NaOH没有刺激性气体产生，得到没有生成NH₃，则得到的无色气体为NO、N₂，根据原子守恒和得失电子守恒计算物质的量．

解答： 解：（1）浓硝酸的物质的量浓度c=

1000ρw

M

=

1000×1.41×70%

63

mol/L=15.7 mol/L，
由稀释定律可得：15.7 mol/L×V_浓硝酸 =1.0mol/L×500mL，解得：V_浓硝酸 =31.8ml，
故答案为：15.7；31.8；
（2）标准状况下，6.72LNO₂的物质的量为

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，设Cu为xmol，Zn为ymol，则
①xmol×64g/mol+ymol×65g/mol=9.65g
②2xmol+2ymol=0.3mol，
①②联立解得：x=0.1，y=0.05，
因此该合金中铜与锌的物质的量之比为0.1mol：0.05mol=2：1，
故答案为：2：1；
（3）铁粉部分溶解，说明生成Fe（NO₃）₂，却无气体产生说明即生成NH₄NO₃，所以方程式为10HNO₃+4Fe=4Fe（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O，
再加NaOH，Fe（NO₃）₂都转化成Fe（OH）₂，并进一步转化成Fe（OH）₃，再灼烧，则生成Fe₂O₃为4.8g，Fe₂O₃的物质的量为

4.8g

160g/mol

=.03mol，
所以Fe为0.03mol×2=0.06mol，HNO₃为0.06mol×

10

4

=0.15mol，因此该硝酸溶液的物质的量浓度为

0.15mol

0.1L

=1.5mol/L，
故答案为：10HNO₃+4Fe=4Fe（NO₃）₂+NH₄NO₃+3H₂O；1.5mol/L；
（4）13g锌的物质的量为

13g

65g/mol

=0.2mol，2.464L气体共

2.464L

22.4L/mol

=0.11mol，HNO₃的物质的量为0.2L×3.6mol/L=0.72mol，测得反应后的溶液pH=0，则剩余H⁺的物质的量为1mol/L×0.2L=0.2mol，因此有0.72mol-0.2mol=0.52mol硝酸发生了反应，
由加入NaOH没有刺激性气体产生，得到没有生成NH₃，NO₂为红棕色气体，因此得到的无色气体为NO、N₂；
化学方程式为20Zn+52HNO₃=20Zn（NO₃）₂+26H₂O+10NO（g）+N₂（g），
因此无色气体为NO 0.1mol和N₂ 0.01mol，
答：无色气体有NO和N₂组成，NO 0.1mol，N₂ 0.01mol．

点评：本题考查了化学方程式的计算，侧重于化学性质、原子守恒、电荷守恒的应用，题目难度较大，熟悉物质的性质及物质之间的转化是解题的关键．