现有铜、银合金14g与足量的某浓度的硝酸100mL发生反应,将生成的气体与1.12L(标况)氧气混合,通入足量的水中恰好

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  • 解题思路:(1)铜、银合金与足量的某浓度的硝酸完全反应,反应生成氮的氧化物与1.12L的O2(标准状况)混合,通入水中,恰好完全吸收,纵观整个过程,金属提供电子物质的量等于氧气获得电子物质的量,令Cu、Ag的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量及电子转移守恒列方程解答;

    (2)若原硝酸溶液为浓硝酸,反应产生的气体是单一气体,则生成气体为NO2,根据电子转移守恒计算NO2的物质的量,反应中被还原的硝酸生成NO2,根据N元素守恒计算被还原硝酸的物质的量;

    (3)令NO和NO2的物质的量分别为a mol、b mol,根据二者体积及电子转移守恒列方程计算,再根据V=nVm计算各自体积;

    反应后溶液中含有为硝酸铜、硝酸银及剩余的硝酸,根据电荷守恒,可知反应后溶液中n(NO3-)=n(H+)+2n(Cu2+)+n(Ag+),根据氮元素守恒可知n原溶液(HNO3)=n(NO3-)+n(NO+NO2),再根据c=[n/V]计算.

    (1)14g铜、银合金与足量的某浓度的硝酸完全反应,反应生成氮的氧化物与1.12L的O2(标准状况)混合,通入水中,恰好完全吸收,纵观整个过程,金属提供电子物质的量等于氧气获得电子物质的量,令Cu、Ag的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量及电子转移守恒,可得:

    64x+108y=14

    2x+y=

    1.12

    2.24×4

    解得x=0.05、y=0.1,

    故m(Cu)=0.05mol×64g/mol=3.2g,m(Ag)=0.1mol×108g/mol=10.8g,

    答:故合金中Cu的质量为3.2g、Ag的质量为10.8g.

    (2)若原硝酸溶液为浓硝酸,反应产生的气体是单一气体,则生成气体为NO2,氧气的物质的量=[1.12L/22.4L/mol]=0.05mol,根据电子转移守恒,故NO2的物质的量=[0.05mol×4/5−4]=0.2mol,反应中被还原的硝酸生成NO2,根据N元素守恒,被还原硝酸的物质的量等于NO2的物质的量,即被还有硝酸的物质的量为0.2mol,

    答:被还有硝酸的物质的量为0.2mol;

    (3)混合气体的物质的量=[2.24L/22.4L/mol]=0.1mol,令NO和NO2的物质的量分别为a mol、b mol,根据二者物质的量及电子转移守恒可得:

    a+b=0.1

    3a+b=0.05×4

    解得a=0.05、b=0.05,

    故V(NO)=V(NO2)=0.05mol×22.4L/mol=1.12L,

    反应后溶液中含有为硝酸铜、硝酸银及剩余的硝酸,根据电荷守恒可知反应后溶液中n(NO3-)=n(H+)+2n(Cu2+)+n(Ag+)=0.1L×7mol/L+0.05mol×2+0.1mol=0.9mol,根据氮元素守恒可知n原溶液(HNO3)=n(NO3-)+n(NO+NO2)=0.9mol+0.1mol=1mol,故原硝酸的浓度是[1mol/0.1L]=10mol/L,

    答:该混合气体中NO和NO2的体积都是为1.12L,原硝酸的浓度为10mol/L.

    点评:

    本题考点: 有关混合物反应的计算.

    考点点评: 本题考查混合物计算、氧化还原反应的有关计算,难度中等,判断金属提供的电子等于氧气获得的电子是关键,注意氧化还原反应中守恒思想的运用.