Question

將3.20 g Cu溶于B mol·L^-1過量的硝酸溶液30.0 mL中，假設硝酸的還原產(chǎn)物只有NO₂和NO，反應結(jié)束后，將所剩溶液加水稀釋至1 000 mL，測得c()＝0.200 mol·L^-1。

（1）試求稀釋后溶液的pH。

（2）生成的氣體中NO₂和NO的物質(zhì)的量 (可用含有B的代數(shù)式表示)。

（3）用NaOH溶液吸收氮的氧化物是防止NO_x污染的一種方法。原理為：2NO₂+2NaOH====NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO+NO₂+2NaOH====2NaNO₂+H₂O

若生成的混合氣體能被NaOH溶液完全吸收，試討論B的取值范圍。

Answer 1

（1）pH=1  （2）NO：（0.045B－0.350）mol，NO₂：(0.150-0.015B) mol

（3）8.3≤B＜10

解析：(1)設稀釋后溶液的H⁺物質(zhì)的量濃度為c(H⁺)，依溶液電中性，可得(3.20 g÷64 g·mol^-1)×2+c(H⁺)×1.00 L=0.200 mol·L^-1×1.00 L，解得c(H⁺)=0.100 mol·L^-1，pH=-lg c(H⁺) =1。

(2)設n(NO₂)=a mol，n(NO)=b mol，依電子得失守恒，有：a+3b=0.100  ①，依N元素守恒，有：a+b=0.030B-0.200  ②，解①②聯(lián)立得：a=(0.045B－0.350) mol，b=(0.150－0.015B) mol。

(3)依題意有不等式：n(NO₂)＞0，n(NO)＞0，n(NO₂)≥n(NO)，即：0.045B-0.350＞0，解得B＞7.80； 0.150－0.015B＞0，解得B＜10.0；0.045B－0.350≥0.150－0.015B，解得B≥8.30。

綜合上述結(jié)果得：8.3≤B＜10。