Question

14．为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80mL13.5mol/L的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到6.72L（标准状况）NO和NO₂的混合气体，并测得溶液中H⁺浓度为1mol/L．假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算．
（1）被还原硝酸的物质的量．
（2）合金中银的质量分数．

Answer 1

分析 （1）被还原的硝酸生成NO₂或NO₂、NO混合物，根据N元素守恒计算被还原硝酸的物质的量；
（2）设混合物中Cu、Ag物质的量分别为xmol、ymol，产物Cu（NO₃）₂、AgNO₃中含NO₃^-物质的量各为2xmol、ymol，根据合金质量及N原子守恒列方程，再根据m=nM计算Ag的质量，进而计算合金中银的质量分数．

解答 解：（1）被还原的硝酸生成NO₂或NO₂、NO混合物，根据N元素守恒，被还原的硝酸的物质的量为：n（HNO₃）=n（气体）=6.72 L÷22.4L/mol=0.3mol，
答：被还原的硝酸的物质的量为0.3mol；
（2）反应的n（HNO₃）=13.5 mol/L×0.08L-1 mol/L×0.08L=1 mol
设合金中铜、银物质的量分别为xmol、ymol，则：64x+108y=30 
产物Cu（NO₃）₂、AgNO₃中含NO₃^-物质的量各为2x mol、y mol，据N守恒可得：2x+y+0.3=1，
联立方程，解得：x=0.3、y=0.1，
故合金中银的质量为：0.1 mol×108g/mol=10.8g，
合金中Ag的质量分数为：$\frac{10.8g}{30g}$×100%=36.0%，
答：合金中银的质量质量分数为36.0%．

点评 本题考查混合物反应的计算、氧化还原反应计算，题目难度中等，明确反应中硝酸起氧化剂、还原剂作用为解答关键，注意掌握质量守恒在化学计算中的应用方法．