题目内容

1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g?mL-1、质量分数为63%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1.0mol?L-1NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀.
(1)该合金中铜与镁的物质的量之比是
 
.
(2)NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是
 
.
(3)得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是
 
mL.
考点:有关混合物反应的计算
专题:计算题
分析:(1)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;
(2)根据n=
V
Vm
计算NO2和N2O4混合气体的物质的量,令二氧化氮的物质的量为amol,表示出四氧化二氮的物质的量,根据电子转移守恒列方程计算;
(3)根据c=
1000ρω
M
计算浓硝酸的物质的量,根据n=cV可计算硝酸总物质的量,金属离子全部沉淀时,反应后溶质为硝酸钠,根据氮元素守恒计算硝酸钠的物质的量,根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO3),再根据V=
n
c
计算需要氢氧化钠溶液的体积.
解答: 解:(1)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;
(2)标况下,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%;
(3)该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%,故该浓硝酸的物质的量浓度为
1000×1.4×63%
63
mol/L=14mol/L,
金属离子全部沉淀时,反应后溶质为硝酸钠,根据氮元素守恒可知,硝酸钠的物质的量为0.05L×14mol/L-0.04mol-(0.05-0.04)mol×2=0.64mol,根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO3)=0.64mol,故需要氢氧化钠溶液的体积为
0.64mol
1mol/L
=0.64L=640mL,
故答案为:640.
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,同时是对学生综合能力的考查,注意根据守恒思想进行的解答.
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