Question

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，假設反應后溶液的體積仍為80mL，試計算：
(1)被還原的HNO3的物質的量。
(2)合金中Ag的質量分數。

Answer 1

[H+]=1mol／L。
所以，參加反應的HNO3總物質的量=(13.5-1)×0.08=1mol。
設：合金含Agxg，含Cu(30-x)g則

本題解題關鍵在于把握Cu，Ag與濃HNO3反應過程中，隱含了濃HNO3稀釋的計算實質，即所涉及的反應有四個：
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)
采取對反應體系的始態與終態進行整體分析，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均轉化成NO和NO2，根據N原子數守恒分析，被還原的硝酸的物質的量等于NO與NO2物質的量之和。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的總物質的量等于被還原HNO3與只起酸性作用的HNO3物質的量之和。由化學式AgNO3和Cu(NO3)2，可將只做酸用的HNO3量以Ag和Cu的物質的量代換，即：
n(HNO3)====n(NO+NO2)+n(Ag)+2n(Cu)
據此可簡捷地求得Ag的質量分數。