Question

將1.52g銅鎂合金完全溶解于50.0mL密度為1.40g/mL、質量分數為63.0%的濃硝酸中，得到NO₂和N₂O₄的混合氣體1120mL（標準狀況），向反應后的溶液中加入1.00mol/L NaOH溶液，當金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀．求：
（1）濃硝酸中HNO₃的物質的量濃度．
（2）該合金中銅與鎂的物質的量之比為

 

．
（3）NO₂和N₂O₄的混合氣體中，NO₂的體積分數是

 

．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）根據c=

1000ρω

M

計算該濃硝酸的物質的量濃度；
（2）金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀為氫氧化銅、氫氧化鎂，故沉淀中氫氧根的質量為2.54g-1.52g=1.02g，根據n=

m

M

計算氫氧根的物質的量，根據電荷守恒可知，金屬提供的電子物質的量等于氫氧根的物質的量，令銅、鎂合金中Cu、Mg的物質的量分別為xmol、ymol，根據提供的電子物質的量與二者質量之和列方程計算x、y的值，據此解答；
（3）根據n=

V

Vm

計算NO₂和N₂O₄混合氣體的物質的量，令NO₂的物質的量為amol，表示出N₂O₄的物質的量，根據電子轉移列方程計算，進而計算NO₂的體積分數．

解答： 解：（1）該濃硝酸密度為1.40g/mL、質量分數為63.0%，故該濃硝酸的物質的量濃度為

1000×1.4×63%

63

mol/L=14mol/L，
答：該硝酸的物質的量濃度為14mol/L；
（2）金屬離子全部沉淀時，得到2.54g沉淀為氫氧化銅、氫氧化鎂，故沉淀中氫氧根的質量為2.54g-1.52g=1.02g，氫氧根的物質的量為

1.02g

17g/mol

=0.06mol，根據電荷守恒可知，金屬提供的電子物質的量等于氫氧根的物質的量，即金屬提供電子為0.06mol，
令銅、鎂合金中Cu、Mg的物質的量分別為xmol、ymol，則：

2x+2y=0.06 64x+24y=1.52

解得x=0.02，y=0.01，
故合金中銅與鎂的物質的量之比是0.02mol：0.01mol=2：1，
故答案為：2：1；
（3）NO₂和N₂O₄混合氣體的物質的量為

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，令二氧化氮的物質的量為amol，則四氧化二氮的物質的量為（0.05-a）mol，根據電子轉移守恒可知，a×1+（0.05-a）×2×1=0.06，解得a=0.04，NO₂的體積分數=

0.04mol

0.05mol

×100%=80%，
故答案為：80%．

點評：本題考查混合物的有關計算，難度中等，理解反應發生的過程是關鍵，是對學生綜合能力的考查，注意根據守恒思想進行的解答．