Question

15．1.52g銅鎂合金完全溶解于50mL密度為1.40g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中，得到NO₂和N₂O₄ 的混合氣體1120mL （標(biāo)準(zhǔn)狀況），向反應(yīng)后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液，當(dāng)金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀．
（1）該濃硝酸的物質(zhì)的量濃度是14.0mol/L；
（2）該合金中銅的物質(zhì)的量是0.02mol；
（3）NO₂和N₂O₄ 的混合氣體中，N₂O₄ 的體積分?jǐn)?shù)是20%；
（4）得到2.54沉淀時，加入NaOH溶液的體積是640mL．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算濃硝酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀為氫氧化銅、氫氧化鎂，故沉淀中氫氧根的質(zhì)量為2.54g-1.52g=1.02g，根據(jù)電荷守恒可知，金屬提供的電子物質(zhì)的量等于氫氧根的物質(zhì)的量，設(shè)銅、鎂合金中Cu、Mg的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)提供的電子物質(zhì)的量與二者質(zhì)量之和列方程計算x、y的值；
（3）根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算NO₂和N₂O₄混合氣體的物質(zhì)的量，設(shè)二氧化氮的物質(zhì)的量為amol，表示出四氧化二氮的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計算；
（4）根據(jù)n=cV可計算硝酸總物質(zhì)的量，金屬離子全部沉淀時，反應(yīng)后溶質(zhì)為硝酸鈉，根據(jù)氮元素守恒計算硝酸鈉的物質(zhì)的量，根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₃），再根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算需要氫氧化鈉溶液的體積．

解答 解：（1）該濃硝酸密度為1.40g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%，則該濃硝酸的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{1000×1.4×63%}{63}$mol/L=14.0mol/L，
故答案為：14.0mol/L；
（2）金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀為氫氧化銅、氫氧化鎂，故沉淀中氫氧根的質(zhì)量為2.54g-1.52g=1.02g，氫氧根的物質(zhì)的量為：$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根據(jù)電荷守恒可知，金屬提供的電子物質(zhì)的量等于氫氧根的物質(zhì)的量，即金屬提供電子為0.06mol，
令銅、鎂合金中Cu、Mg的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，
則：$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=0.06}\\{64x+24y=1.52}\end{array}\right.$
解得：x=0.02、y=0.01，
則合金中銅的物質(zhì)的量之比是0.02mol，
故答案為：0.02mol；
（3）標(biāo)況下，NO₂和N₂O₄混合氣體的物質(zhì)的量為：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，設(shè)二氧化氮的物質(zhì)的量為amol，則四氧化二氮的物質(zhì)的量為（0.05-a）mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，a×1+（0.05-a）×2×1=0.06，解得：a=0.04，NO₂的體積分?jǐn)?shù)為$\frac{0.04mol}{0.05mol}$×100%=80%，NO的體積分?jǐn)?shù)為：1-80%=20%，
故答案為：20%；
（4）金屬離子全部沉淀時，反應(yīng)后溶質(zhì)為硝酸鈉，根據(jù)氮元素守恒可知，硝酸鈉的物質(zhì)的量為0.05L×14mol/L-0.04mol-（0.05-0.04）mol×2=0.64mol，根據(jù)鈉離子守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.64mol，故需要氫氧化鈉溶液的體積為：$\frac{0.64mol}{1mol/L}$=0.64L=640mL，
故答案為：640．

點評 本題考查混合物反應(yīng)的有關(guān)計算，題目難度中等，理解反應(yīng)發(fā)生的過程是關(guān)鍵，注意根據(jù)守恒思想進行解答，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計算能力．