Question

14．（1）室温向盛有3.0mL NO的试管中缓缓通入1.5mL O₂（所有气体体积均在标准状下测定），最终试管中剩余的气体体积为1.0ml，所得溶液物质的量浓度$\frac{1}{22.4}$mol/Lmol/L
（2）等体积的两份稀酸溶液，一份为a mol．L^-1的硝酸溶液；另一份为硝酸和硫酸的混合溶液，硝酸浓度为a mol．L^-1硫酸的浓度为b mol．L^-1．若分别向两份溶液加入过量的铜粉，产生的气体体积为1：2（都只生成NO），则a：b的值是2：1
（3）铜和锌的合金4.6g完全溶解于浓硝酸，若反应中硝酸被还原为1120mlNO₂和224mlN₂O₄气体（标况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成的沉淀质量为5.79g．

Answer 1

分析 （1）一氧化氮和氧气反应方程式为：4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃，根据一氧化氮和氧气之间的关系式确定剩余气体；反应后的所得溶液体积为2.0mL，根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$据此氧气的物质的量，再结合反应计算出生成硝酸的物质的量，最后根据c=$\frac{n}{V}$计算出所得溶液的浓度；
（2）设出溶液体积为VL，一份为a mol•L^-1的硝酸溶液，含有硝酸的物质的量为Vamol，由于铜足量，根据反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO?+4H₂O可知生成气体的物质的量为：$\frac{2}{8}$×Vamol=0.25Vamol；当硝酸根离子完全反应时生成NO体积为Vamol2×0.25Vamol，说明第二份溶液中的硝酸根离子有剩余，根据第二份溶液中的氢离子计算出生成NO体积，然后结合生成气体的体积之比为1：2列式计算；
（3）先算出铜和锌总共失去的电子数，而铜和锌失去的电子数，就是他们结合的氢氧根的物质的量，而结合的氢氧根两种的质量就正好是质量增加的质量，据此计算出生成沉淀的质量．

解答 解：（1）设1.5 mL O₂全部参加反应，由反应4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃知：V_反应（NO）=V_反应（O₂）×$\frac{4}{3}$=1.5 mL×$\frac{4}{3}$=2.0 mL，而NO的总体积是3.0 mL，故剩余NO气体1.0 mL；标准状况下1.5mL氧气完全反应生成硝酸的物质的量为：$\frac{1.5×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$×$\frac{4}{3}$=$\frac{2×1{0}^{-3}}{22.4}$mol，所得溶液体积为：3.0mL-1.0mL=2.0mL，则所得溶液的浓度为：$\frac{\frac{2×1{0}^{-3}}{22.4}mol}{2.0×1{0}^{-3}L}$=$\frac{1}{22.4}$mol/L，
故答案为：1.0 mL；$\frac{1}{22.4}$mol/L；
（2）设溶液体积为VL，一份为a mol•L^-1的硝酸溶液，含有硝酸的物质的量为Vamol，由于铜足量，根据反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO?+4H₂O可知生成气体的物质的量为：$\frac{2}{8}$×Vamol=0.25Vamol；
另一份为硝酸和硫酸的混合溶液，硝酸浓度为a mol•L^-1硫酸的浓度为b mol•L^-1，含有Vamol硝酸、Vbmol硫酸，铜足量，若硝酸根离子完全反应，则生成NO的物质的量为：Vamol＞2×0.25Vamol，所以反应后硝酸根离子有剩余，氢离子完全反应，混合液中含有氢离子的总物质的量为：Vamol+2Vbmol，根据反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO?+4H₂O可知生成气体的物质的量为：$\frac{2}{8}$×（Vamol+2Vbmol）=0.25Vamol+0.5Vbmol，
根据产生的气体体积为1：2（都只生成NO）可知：$\frac{0.25Va}{0.25Va+0.5Vb}$=1：2，整理可得：2：1，
故答案为：2：1；
3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO?+4H₂O，
（4）本题涉及反应有：Cu$\stackrel{失去2电子}{→}$Cu²⁺$\stackrel{2OH-}{→}$Cu（OH）₂，Zn$\stackrel{失去2电子}{→}$Zn²⁺$\stackrel{2OH-}{→}$Zn（OH）₂，
反应后生成Cu（OH）₂和Zn（OH）₂，根据以上反应关系可知铜和镁失去电子数等于结合的氢氧根的物质的量，反应后沉淀的质量等于合金的质量加氢氧根离子的质量，
生成1120mL 的NO₂气体和224mL的N₂O₄气体，反应中转移的电子的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$×（5-4）+$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×2×（5-4）=0.07mol，
所以生成的沉淀的质量为：4.6g+0.07mol×17g/mol=5.79g，
故答案为：5.79．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的化学计算能力．