Question

將30.0 g某銅銀合金溶于80 mL13.5 mol/L的濃硝酸中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72 L（標準狀況），并測得溶液的pH＝0。假設反應所得氣體只可能是NO₂、NO或它們的混合物，反應后溶液的體積仍為80 mL。試計算：

（1）合金中銀的質量分數。

（2）所得氣體的組成（若為混合物，需算出各組成成分的體積）。

Answer 1

⑴參加反應的硝酸的物質的量為(13.5mol/L－1mol/L)×0.080 mol/L＝1 mol

被還原的硝酸的物質的量即生成氣體的物質的量：＝0.3 mol

則未被還原的硝酸的物質的量為1mol－0.3mol＝0.7 mol

即生成物AgNO₃、Cu(NO₃)­₂中含NO₃^－0.7 mol

設合金中銀的質量為x，則：×1＋×2＝0.7 mol

解得：x＝10.8g，w(Ag)＝＝0.36（36%）

⑵若生成的0.3 mol氣體全部是NO₂，則應轉移電子0.3 mol

若生成的0.3 mol氣體全部是NO，則應轉移電子0.9 mol

而合金溶于硝酸時轉移電子數為：×1＋×2＝0.7 mol

所以生成的氣體中既有NO₂，又有NO

根據3n(NO)＋n(NO₂)＝0.7 mol  n(NO)＋n(NO₂)＝0.3 mol

算出n(NO)＝0.2 mol，n(NO₂)＝0.1 mol

即V(NO)＝4.48 L，V(NO₂)＝2.24 L