Question

18．1.52g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，下列說法正確的是
（1）該合金中銅與鎂的質(zhì)量之比是16：3
（2）NO₂和N₂O₄ 的混合氣體的平均分子量為55.2  
（3）該濃硝酸中HNO₃的物質(zhì)的量濃度是14mol/L
（4）得到2.54g沉淀時，加入NaOH溶液的體積是640mL．

Answer 1

分析 （1）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)n=$\frac{m}{M}$計算氫氧根的物質(zhì)的量，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，據(jù)此解答；
（2）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，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移列方程計算；
（3）根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算該濃硝酸的物質(zhì)的量濃度；
（4）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）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，令銅、鎂合金中Cu、Mg的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：2x+2y=0.06、64x+24y=1.52，解得x=0.02，y=0.01，故合金中銅與鎂的質(zhì)量之比是：（64g/mol×0.02mol）：（24g/mol×0.01mol）=16：3，
故答案為：16：3；
（2）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，則混合氣體中N₂O₄的物質(zhì)的量為：0.05mol-0.04mol=0.01mol，
混合氣體中平均摩爾質(zhì)量為：$\frac{46×0.04+92×0.01}{0.05}$g/mol=55.2g/mol，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為55.2，
故答案為：55.2；
（3）該濃硝酸密度為1.40g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%，故該濃硝酸的物質(zhì)的量濃度為：$\frac{1000×1.4×63%}{63}$mol/L=14mol/L，
故答案為：14mol/L；
（4）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）×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：640mL．

點評 本題考查混合物的有關(guān)計算，題目難度中等，理解反應(yīng)發(fā)生的過程為解答關(guān)鍵，是對學(xué)生綜合能力的考查，注意掌握守恒思想在化學(xué)計算中的應(yīng)用方法．