Question

(10分)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/LNaOH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

（1）C(HNO₃)=14mol/L；（2）2:1；（3）80%

解析試題分析：（1）根據金屬的物質的量濃度與質量分數的換算關系可知:C="(ρ×1000×ω)÷M" ="(1.40×1000×63.0%)" ÷63=14mol/L；在化學反應中金屬失去的電子的物質的量等于硝酸得到的電子的物質的量等于形成沉淀時的氫氧根離子的物質的量。銅鎂都是+2價的金屬，金屬增加的質量就是OH-的質量。m(OH-)= 2.54g-1.52g=1.02g。n(OH-)=1.02g÷17g/mol=0.06mol.則n(Mg)+n(Cu)=0.03mol.因為24 n(Mg)+64n(Cu)= 1.52。n(Mg)="0.01mol;" n(Cu)=0.02mol.所以該合金中銅與鎂的物質的量之比為0.02:0.01=2:1.（3）1120mL混合氣體的物質的量是0.05mol。假設NO₂和N₂O₄的混合氣體中，NO₂的物質的量是x,則N₂O₄的物質的量是(0.05-x)mol.根據電子守恒可得x+2(0.05-x)= 0.06mol.解得x=0.04mol.對于氣體來說，氣體的體積比等于它們的物質的量的比。所以NO₂的體積分數是(0.04mol÷0.05mol)×100%=80%。
考點：考查守恒法在氧化還原反應中的應用的知識。