Question

（10分）為了測定某銅銀合金的成分，將30.0g該合金溶于80.0mL濃度為13.5mol/L的濃HNO₃中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72L（標準狀況），并測得溶液的c（H⁺）=1.0mol/L。假設反應后溶液的體積仍為80.0mL，試計算：

   （1）被還原的硝酸的物質的量。

  

（2）合金中銅的質量分數。

（3）6.72L（標準狀況）氣體的組成。

Answer 1

(1) 0.3mol (3分)  （2）64.0%  (3分)

(3) V(NO₂)=2.24L  , V(NO)=4.48L (共4分)

解析：

（1）硝酸被還原后的產物是NO₂或NO或NO₂、NO，因為1mol的HNO₃還原得到1mol氣體，因此產生氣體的物質的量即是被還原的HNO₃的物質的量。故被還原的硝酸的物質的量n（HNO₃）= = 0.3mol

（2）因為反應后c（H⁺）=1.0mol/L，說明硝酸過量。

參加反應的硝酸為：13.5mol/L×0.080L-1.0mol/L×0.080L=1.0mol。

設合金中Cu的物質的量為x，Ag的物質的量為y。

根據質量為30.0g，可得：64g/mol·x +108g/mol·y =30.0g

1mol參加反應的HNO₃中有0.3mol被還原，有0.7mol起酸的作用生成硝酸鹽，

據此有：2x+y=0.7mol。解得x=0.3mol，y=0.1mol。

故 w（Ag）= ×100%=64.0%。

（3）設氣體中NO₂和NO的物質的量分別為a mol、b mol。

據元素守恒有：a+b＝0.3；據電子得失守恒有：a+3b＝0.3×2+0.1×1＝0.7

解上述兩方程得: a=0.1,b=0.2

故,V(NO₂)=2.24L  , V(NO)=4.48L 。