為測定某銅銀合金的成分，將30.0g合金溶于80mL13.5mol/L的濃HNO3中，將合金完全溶解后，收集到氣體6.72L(標準狀況)，并測得溶液的pH=0，假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80mL，試計算：

(1)被還原的HNO3的物質(zhì)的量。

(2)合金中Ag的質(zhì)量分數(shù)。

[H+]=1mol／L。

所以，參加反應(yīng)的HNO3總物質(zhì)的量=(13.5-1)×0.08=1mol。

設(shè)：合金含Agxg，含Cu(30-x)g則


解析:

本題解題關(guān)鍵在于把握Cu，Ag與濃HNO3反應(yīng)過程中，隱含了濃HNO3稀釋的計算實質(zhì)，即所涉及的反應(yīng)有四個：

Ag+2HNO3(濃)====AgNO3+NO2↑+H2O (1)

Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O    (2)

3Ag+HNO3(稀)====3AgNO3+NO↑+2H2O    (3)

3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O   (4)

采取對反應(yīng)體系的始態(tài)與終態(tài)進行整體分析，利用守恒法則可獲得十分簡捷的計算。

觀察四個化學方程式，不難看出：被還原的HNO3均轉(zhuǎn)化成NO和NO2，根據(jù)N原子數(shù)守恒分析，被還原的硝酸的物質(zhì)的量等于NO與NO2物質(zhì)的量之和。從已知的NO與NO2的總體積進而可求得被還原的HNO3的量。

從HNO3的作用分析：消耗HNO3的總物質(zhì)的量等于被還原HNO3與只起酸性作用的HNO3物質(zhì)的量之和。由化學式AgNO3和Cu(NO3)2，可將只做酸用的HNO3量以Ag和Cu的物質(zhì)的量代換，即：

n(HNO3)====n(NO+NO2)+n(Ag)+2n(Cu)

據(jù)此可簡捷地求得Ag的質(zhì)量分數(shù)。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

(14分)欲用濃硝酸法(測定反應(yīng)后生成氣體的量)測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)。資料表明：①反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色N2O4液體或晶體存在。為完成測定并驗證有NO生成，有人設(shè)計下圖實驗裝置。

(1)實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關(guān)閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，則D中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實驗發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應(yīng)通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測量誤差，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)繼續(xù)進行的操作是：___________________________________________________。

(5)實驗測得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實驗后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設(shè)反應(yīng)中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：

    ①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為______________；

    ②若已測出反應(yīng)后E裝置的生成物含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，還需要測定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實驗中只測定銅的質(zhì)量分數(shù)，不驗證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應(yīng)后，只需簡單的實驗操作就可以達到目的，請簡述實驗過程_______________                                 ____。

【解析】本實驗的目的有兩個。一是驗證反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，解題時我們始終圍繞這兩個目的。要驗證有NO生成，就必須要保證整個裝置中沒有氧氣存在，否則即使生成NO，也會轉(zhuǎn)變成NO2，所以實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關(guān)閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗NO的方法是將NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2，由于反應(yīng)中本來就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結(jié)合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉(zhuǎn)變成無色N2O4液體或晶體。如果溫度過低NO2會轉(zhuǎn)變成無色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應(yīng)通人熱的氧氣。要測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)除知道銅銀合金的質(zhì)量外，還必須測得與銅銀合金相關(guān)的另外一個量，方可列方程組求解。結(jié)合題意，可知方法為測出氮的氧化物的質(zhì)量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個裝置中，所以必須測出兩個裝置的質(zhì)量變化。另為保證測定準確，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)打開K1、K2，持續(xù)一段時間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計算參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量可以利用原子守恒進行計算，反應(yīng)后剩余硝酸是0.04mol，反應(yīng)前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應(yīng)的硝酸是0.5mol。因為溶液中含有銀離子，剩余可以通過沉淀法來測定銀的物質(zhì)的量。

 

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科目：高中化學 來源：2014屆河北省高一下學期期中考試化學試卷（解析版） 題型：實驗題

(14分)欲用濃硝酸法(測定反應(yīng)后生成氣體的量)測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)。資料表明：①反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成；②常溫下N02與N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色N2O4液體或晶體存在。為完成測定并驗證有NO生成，有人設(shè)計下圖實驗裝置。

(1)實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關(guān)閉K1，這樣做的目的是________________________________________________。

(2)裝置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反應(yīng)停止后，打開D中的活塞K2并通人氧氣，若反應(yīng)中確有NO產(chǎn)生，則D中應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________；實驗發(fā)現(xiàn)，通人氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，則為了便于觀察應(yīng)通人_______________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)為了減少測量誤差，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)繼續(xù)進行的操作是： ___________________________________________________。

(5)實驗測得下列數(shù)據(jù)：所用銅銀合金質(zhì)量為15．0 g，濃硝酸的體積為40 mL，濃度為13．5mol·L－1。實驗后：A中溶液體積為40mL，H+濃度為1.0mol·L－1。若設(shè)反應(yīng)中硝酸既無揮發(fā)也無分解，則：

    ①參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為______________；

    ②若已測出反應(yīng)后E裝置的生成物含氮元素的質(zhì)量，則為確定合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，還需要測定的數(shù)據(jù)是__________。

(6)實驗中只測定銅的質(zhì)量分數(shù)，不驗證NO的產(chǎn)生，則在銅銀合金與硝酸反應(yīng)后，只需簡單的實驗操作就可以達到目的，請簡述實驗過程_______________                                  ____。

【解析】本實驗的目的有兩個。一是驗證反應(yīng)中除生成NO2氣體外還有少量的NO生成，二是測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)，解題時我們始終圍繞這兩個目的。要驗證有NO生成，就必須要保證整個裝置中沒有氧氣存在，否則即使生成NO，也會轉(zhuǎn)變成NO2，所以實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關(guān)閉K1，這樣做的目的是排盡裝置中的空氣。檢驗NO的方法是將NO與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2，由于反應(yīng)中本來就生成NO2，所以必須將NO2與NO分離，結(jié)合題目不難得到裝置C的作用就是將NO2轉(zhuǎn)變成無色N2O4液體或晶體。如果溫度過低NO2會轉(zhuǎn)變成無色N2O4液體或晶體，所以為了便于觀察應(yīng)通人熱的氧氣。要測定某銅銀合金中銅的質(zhì)量分數(shù)除知道銅銀合金的質(zhì)量外，還必須測得與銅銀合金相關(guān)的另外一個量，方可列方程組求解。結(jié)合題意，可知方法為測出氮的氧化物的質(zhì)量。由于氮的氧化物存在于C、E兩個裝置中，所以必須測出兩個裝置的質(zhì)量變化。另為保證測定準確，在A中反應(yīng)完成和D中出現(xiàn)現(xiàn)象后，還應(yīng)打開K1、K2，持續(xù)一段時間的N2和O2，以保證氮的氧化物被充分吸收。計算參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量可以利用原子守恒進行計算，反應(yīng)后剩余硝酸是0.04mol，反應(yīng)前硝酸是0.04L×13.5mol/L＝0.54mol，剩余參加反應(yīng)的硝酸是0.5mol。因為溶液中含有銀離子，剩余可以通過沉淀法來測定銀的物質(zhì)的量。

 

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