Question

为了测定某铜银合金的成分，将30.0g合金溶于80mL13.5mol/L的浓硝酸中，待合金完全溶解后，收集到气体6.72L（标准状况），并测得溶液中的c（H⁺）=1mol/L。假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算：

（1）被还原的硝酸的物质的量；

（2）合金中银的质量分数；

（3）若需要将全部尾气用水吸收，需要的氧气体积（标准状况）；

（4）如果将所得溶液中全部金属阳离子沉淀，至少需加入1mol/LNaOH溶液的体积。

Answer

（1）0.3mol； （2）36%； （3）3.92L； （4）0.78L。

【解析】试题分析：被还原的硝酸在本题中被还原生成NO和NO2，可以通过气体的体积进行计算，合金组成可以通过方程组求解得到答案，NaOH与金属阳离子的反应注意溶液中HNO3先发生反应。

解析：（1）浓硝酸反应过程中随着硝酸浓度降低，还原产物会逐步由NO2转变成NO，无论是NO还是NO2，都只含有1个N原子，所以n(气)=6.72L/22.4L·mol-1=0.3mol，被还原的HNO3为0.3mol。正确答案：0.3mol。（2）参加反应的HNO3 0.08L×(13.5-1)mol/L=1mol，其中被还原的硝酸0.3 mol，生成盐的硝酸0.7mol，设Cu x mol，Ag y mol，生成Cu(NO3)2 x mol，AgNO3 y mol，则2x+y=0.7 ，64x+108y=30.0，解得x=0.3 mol，y=0.1 mol，Ag的质量分数为0.1×108/30.0=0.36。正确答案：0.36或36%。（3）合金完全反应失去电子0.3mol×2+0.1mol×1=0.7mol，因此HNO3还原生成NO、NO2共得到电子0.7mol，则这些气体氧化生成HNO3时失去0.7mol电子，氧化剂O2得到0.7mol电子，n(O2)=0.7mol/4，标准状况下体积为0.7×22.4/4=3.92L 。正确答案：3.92L。（4）反应后的溶液中含有HNO30.08×1=0.08mol，Cu(NO3)2 0.3mol，AgNO30.1mol，金属阳离子完全沉淀需要NaOH 0.08+0.3×2+0.1=0.78mol，V（NaOH）=0.78/1=0.78L 。正确答案：0.78L。

点睛：①第二步计算中不能认为Cu反应生成NO2，Ag反应生成NO，因为硝酸在浓度降低到什么程度开始生成NO是未知的。②第四题计算也可以从一下方向完成：加入NaOH使金属离子完全沉淀后，溶液中仅剩余NaNO3，其中NO3-来源于剩余的NO3-，物质的量为0.08×13.5-0.3=0.78mol，所以n(NaOH)=n(Na+)=n(NO3-)=0.78mol，V(NaOH )=0.78/1=0.78L。