Question

14．為了測定某銅銀合金的成分，將30.0g合金溶于80mL13.5mol/L的濃硝酸中，待合金完全溶解后，收集到6.72L（標準狀況）NO和NO₂的混合氣體，并測得溶液中H⁺濃度為1mol/L．假設反應后溶液的體積仍為80mL，試計算．
（1）被還原硝酸的物質的量．
（2）合金中銀的質量分數．

Answer 1

分析 （1）被還原的硝酸生成NO₂或NO₂、NO混合物，根據N元素守恒計算被還原硝酸的物質的量；
（2）設混合物中Cu、Ag物質的量分別為xmol、ymol，產物Cu（NO₃）₂、AgNO₃中含NO₃^-物質的量各為2xmol、ymol，根據合金質量及N原子守恒列方程，再根據m=nM計算Ag的質量，進而計算合金中銀的質量分數．

解答 解：（1）被還原的硝酸生成NO₂或NO₂、NO混合物，根據N元素守恒，被還原的硝酸的物質的量為：n（HNO₃）=n（氣體）=6.72 L÷22.4L/mol=0.3mol，
答：被還原的硝酸的物質的量為0.3mol；
（2）反應的n（HNO₃）=13.5 mol/L×0.08L-1 mol/L×0.08L=1 mol
設合金中銅、銀物質的量分別為xmol、ymol，則：64x+108y=30 
產物Cu（NO₃）₂、AgNO₃中含NO₃^-物質的量各為2x mol、y mol，據N守恒可得：2x+y+0.3=1，
聯立方程，解得：x=0.3、y=0.1，
故合金中銀的質量為：0.1 mol×108g/mol=10.8g，
合金中Ag的質量分數為：$\frac{10.8g}{30g}$×100%=36.0%，
答：合金中銀的質量質量分數為36.0%．

點評 本題考查混合物反應的計算、氧化還原反應計算，題目難度中等，明確反應中硝酸起氧化劑、還原劑作用為解答關鍵，注意掌握質量守恒在化學計算中的應用方法．