Question

某研究性學(xué)習(xí)小組擬通過銅銀合金與濃硝酸的反應(yīng)，測定該合金的組成．考慮到NO₂的聚合，該小組同學(xué)查閱到下列資料：
17℃、1.01×10⁵Pa，2NO₂（g）?N₂O₄（g） 的平衡常數(shù)K=13.3，該條件下密閉容器中N₂O₄ 和NO₂的混合氣體達(dá)到平衡時(shí)c（NO₂）=0.0300mol?L^-1．
（1）此時(shí)平衡混合氣體中c（N₂O₄）=

 

（保留兩位有效數(shù)字，下同）．
（2）17℃、1.01×10⁵Pa時(shí)，將12.44g合金放入足量濃硝酸中，待合金完全溶解后，收集到NO₂和N₂O₄的混合氣體5.00L．
①根據(jù)平衡體系中NO₂和N₂O₄的物質(zhì)的量濃度，計(jì)算5.00L氣體中NO₂、N₂O₄的物質(zhì)的量分別為

 

、

 

．
②計(jì)算合金中銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)題中的信息17℃、1.01×10⁵Pa，2NO₂（g）?N₂O₄（g） 的平衡常數(shù)K=13.3，該條件下密閉容器中N₂O₄ 和NO₂的混合氣體達(dá)到平衡時(shí)c（NO₂）=0.0300mol?L^-1．結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)，計(jì)算平衡狀態(tài)下
c（N₂O₄）．
（2）根據(jù)題中的信息，利用物質(zhì)的量濃度、體積與物質(zhì)的量的關(guān)系式：c=

n

V

解決；原子守恒、氧化還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子相等，Cu→Cu²⁺，1mol銅失去2mol電子，Ag→Ag⁺，1mol銀失去1mol電子，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算；混合物中某種成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的求算關(guān)系式解決．

解答： 解：根據(jù)2NO₂（g）?N₂O₄（g） 的平衡常數(shù)K=13.3，該條件下密閉容器中N₂O₄ 和NO₂的混合氣體達(dá)到平衡時(shí)c（NO₂）=0.0300mol?L^-1，K=

c(N2O4)

c2(NO2)

，c（N₂O₄）=K×（0.03）²mol?L=0.012mol?L^-1
故答案為：0.0120 mol?L^-1
（2）①根據(jù)題中的信息，c（NO₂）=0.0300mol?L^-1，及（1）中的計(jì)算結(jié)果c（N₂O₄）=0.012mol?L^-1
體積為5.00L，計(jì)算的n（NO₂）=0.0300mol?L^-1?5.00L=0.15mol；
n（N₂O₄）=0.012mol?L^-1×5.00L=0.06mol
故答案為：0.15mol  0.06mol
②設(shè)合金中Cu、Ag的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol．根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到的電子的總量與還原劑失去的電子的總量相等，則有：
64x+108y=12.44
2x+y=0.15+0.06×2
解得：x=0.11mol，y=0.05mol
m（Ag）=0.05mol×108g/mol=5.4g
w（Ag）=

5.4g

12.44g

×100%=43.4%
故答案為：43.4%

點(diǎn)評(píng)：本題將氧化還原反應(yīng)，化學(xué)平衡的計(jì)算，物質(zhì)的量濃度，混合物中某成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算結(jié)合在一起，形成的一道綜合題，解決時(shí)需要見這些知識(shí)點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合在一起，特別是氧化還原反應(yīng)中得失電子相等，要應(yīng)用好，此處容易出錯(cuò)．