Question

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全部吸收，反应后溶液体积仍为100mL。试通过计算回答下列问题：

（1）原固体混合物中铜和银的质量各是多少？

（2）若原硝酸溶液为浓硝酸，反应产生的气体是单一气体，则该反应中被还原的硝酸的物质的量是多少？

（3）合金完全溶解后，若生成的气体在标况下体积为2.24L，反应后溶液中c（H^＋）=7mol/L，则该混合气体中NO和NO₂在标准状况下的体积分别是多少？原硝酸的浓度是多少？

Answer

（1）3.2g；10. 8g （2）0.2mol （3）v（NO）＝v（NO2）＝0.12L。c（HNO3）＝10mol/L

【解析】

试题分析：（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的氧气（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，因此可设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＝，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。

（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＝0.05mol，根据电子转移守恒可知二氧化氮的物质的量＝0.05mol×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。

（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＝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（HNO＋）＝n（NO3-）+n（NO+NO2）＝0.9mol+0.1mol＝1mol，故原硝酸的浓度是1mol÷0.1L＝10mol/L。

【考点定位】本题主要是考查混合物计算、氧化还原反应的有关计算

【名师点晴】判断金属提供的电子等于氧气获得的电子是解答本题的关键和难点，注意氧化还原反应中守恒思想的运用以及原子守恒在化学计算中的应用。