题目内容

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/L NaOH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
 
.
考点:有关混合物反应的计算
专题:计算题
分析:(1)根据c=
1000ρω
M
计算该浓硝酸的物质的量浓度;
(2)金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g,根据n=
m
M
计算氢氧根的物质的量,根据电荷守恒可知,金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量,令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol,根据提供的电子物质的量与二者质量之和列方程计算x、y的值,据此解答;
(3)根据n=
V
Vm
计算NO2和N2O4混合气体的物质的量,令NO2的物质的量为amol,表示出N2O4的物质的量,根据电子转移列方程计算,进而计算NO2的体积分数.
解答: 解:(1)该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63.0%,故该浓硝酸的物质的量浓度为
1000×1.4×63%
63
mol/L=14mol/L,
答:该硝酸的物质的量浓度为14mol/L;
(2)金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g,氢氧根的物质的量为
1.02g
17g/mol
=0.06mol,根据电荷守恒可知,金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量,即金属提供电子为0.06mol,
令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol,则:
2x+2y=0.06
64x+24y=1.52

解得x=0.02,y=0.01,
故合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol:0.01mol=2:1,
故答案为:2:1;
(3)NO2和N2O4混合气体的物质的量为
1.12L
22.4L/mol
=0.05mol,令二氧化氮的物质的量为amol,则四氧化二氮的物质的量为(0.05-a)mol,根据电子转移守恒可知,a×1+(0.05-a)×2×1=0.06,解得a=0.04,NO2的体积分数=
0.04mol
0.05mol
×100%=80%,
故答案为:80%.
点评:本题考查混合物的有关计算,难度中等,理解反应发生的过程是关键,是对学生综合能力的考查,注意根据守恒思想进行的解答.
练习册系列答案
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(1)关于该反应的下列说法中,正确的是
 
(填字母).
A.△H>0,△S>0    B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S<0    D.△H<0,△S>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),经测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示.
①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=
 
.
②该反应的平衡常数表达式K=
 
.
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是
 
(填字母).
A.升高温度         B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂    D.再充入l molCO2和3molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出369.2kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
 
.
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池负极的电极反应式是:
 
;其正极的电极反应式是:
 
.

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