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为测定某铜银合金的成分,将30.0 g合金溶于80 mL 13.5 mol·L-1的浓硝酸中,合金完全溶解后,收集到气体6.72 L(标准状况下),并测得溶液的pH=0,假设反应后溶液的体积仍为80 mL,试计算:

(1)被还原的HNO3的物质的量是_________。

(2)合金中Ag的质量分数是_________。

解析:(1)被还原的HNO3的物质的量为:

n(HNO3)=n(气体)==0.3 mol。

(2) 由pH=0得c(H+)=1 mol·L-1,所以参加反应的HNO3总物质的量为:

n(HNO3)=0.08 L×(13.5-1) mol·L-1=1.0 mol

设合金中Ag的质量为x,Cu的质量为(30 g-x),则由守恒得:

×2+0.3 mol=1.0 mol

解得  x=10.8 g  故 w(Ag)=×100%=36%。

答案:(1)0.3 mol  (2) 36%

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(14分)欲用浓硝酸法(测定反应后生成气体的量)测定某铜银合金中铜的质量分数。资料表明:①反应中除生成NO2气体外还有少量的NO生成;②常温下N02与N2O4混合存在,在低于0℃时几乎只有无色N2O4液体或晶体存在。为完成测定并验证有NO生成,有人设计下图实验装置。

(1)实验开始前要先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,这样做的目的是________________________________________________。

(2)装置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反应停止后,打开D中的活塞K2并通人氧气,若反应中确有NO产生,则D中应出现的现象是________________;实验发现,通人氧气温度的高低对实验现象有较大影响,则为了便于观察应通人_______________(填“冷”或“热”)的氧气。

(4)为了减少测量误差,在A中反应完成和D中出现现象后,还应继续进行的操作是:___________________________________________________。

(5)实验测得下列数据:所用铜银合金质量为15.0 g,浓硝酸的体积为40 mL,浓度为13.5mol·L-1。实验后:A中溶液体积为40mL,H+浓度为1.0mol·L-1。若设反应中硝酸既无挥发也无分解,则:

    ①参加反应的硝酸的物质的量为______________;

    ②若已测出反应后E装置的生成物含氮元素的质量,则为确定合金中铜的质量分数,还需要测定的数据是__________。

(6)实验中只测定铜的质量分数,不验证NO的产生,则在铜银合金与硝酸反应后,只需简单的实验操作就可以达到目的,请简述实验过程_______________                                 ____。

【解析】本实验的目的有两个。一是验证反应中除生成NO2气体外还有少量的NO生成,二是测定某铜银合金中铜的质量分数,解题时我们始终围绕这两个目的。要验证有NO生成,就必须要保证整个装置中没有氧气存在,否则即使生成NO,也会转变成NO2,所以实验开始前要先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,这样做的目的是排尽装置中的空气。检验NO的方法是将NO与O2反应生成红棕色的NO2,由于反应中本来就生成NO2,所以必须将NO2与NO分离,结合题目不难得到装置C的作用就是将NO2转变成无色N2O4液体或晶体。如果温度过低NO2会转变成无色N2O4液体或晶体,所以为了便于观察应通人热的氧气。要测定某铜银合金中铜的质量分数除知道铜银合金的质量外,还必须测得与铜银合金相关的另外一个量,方可列方程组求解。结合题意,可知方法为测出氮的氧化物的质量。由于氮的氧化物存在于C、E两个装置中,所以必须测出两个装置的质量变化。另为保证测定准确,在A中反应完成和D中出现现象后,还应打开K1、K2,持续一段时间的N2和O2,以保证氮的氧化物被充分吸收。计算参加反应的硝酸的物质的量可以利用原子守恒进行计算,反应后剩余硝酸是0.04mol,反应前硝酸是0.04L×13.5mol/L=0.54mol,剩余参加反应的硝酸是0.5mol。因为溶液中含有银离子,剩余可以通过沉淀法来测定银的物质的量。

 

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科目:高中化学 来源:2014届河北省高一下学期期中考试化学试卷(解析版) 题型:实验题

(14分)欲用浓硝酸法(测定反应后生成气体的量)测定某铜银合金中铜的质量分数。资料表明:①反应中除生成NO2气体外还有少量的NO生成;②常温下N02与N2O4混合存在,在低于0℃时几乎只有无色N2O4液体或晶体存在。为完成测定并验证有NO生成,有人设计下图实验装置。

(1)实验开始前要先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,这样做的目的是________________________________________________。

(2)装置B瓶的作用是___________________________________________。

(3)A中反应停止后,打开D中的活塞K2并通人氧气,若反应中确有NO产生,则D中应出现的现象是________________;实验发现,通人氧气温度的高低对实验现象有较大影响,则为了便于观察应通人_______________(填“冷”或“热”)的氧气。

(4)为了减少测量误差,在A中反应完成和D中出现现象后,还应继续进行的操作是: ___________________________________________________。

(5)实验测得下列数据:所用铜银合金质量为15.0 g,浓硝酸的体积为40 mL,浓度为13.5mol·L-1。实验后:A中溶液体积为40mL,H+浓度为1.0mol·L-1。若设反应中硝酸既无挥发也无分解,则:

    ①参加反应的硝酸的物质的量为______________;

    ②若已测出反应后E装置的生成物含氮元素的质量,则为确定合金中铜的质量分数,还需要测定的数据是__________。

(6)实验中只测定铜的质量分数,不验证NO的产生,则在铜银合金与硝酸反应后,只需简单的实验操作就可以达到目的,请简述实验过程_______________                                  ____。

【解析】本实验的目的有两个。一是验证反应中除生成NO2气体外还有少量的NO生成,二是测定某铜银合金中铜的质量分数,解题时我们始终围绕这两个目的。要验证有NO生成,就必须要保证整个装置中没有氧气存在,否则即使生成NO,也会转变成NO2,所以实验开始前要先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,这样做的目的是排尽装置中的空气。检验NO的方法是将NO与O2反应生成红棕色的NO2,由于反应中本来就生成NO2,所以必须将NO2与NO分离,结合题目不难得到装置C的作用就是将NO2转变成无色N2O4液体或晶体。如果温度过低NO2会转变成无色N2O4液体或晶体,所以为了便于观察应通人热的氧气。要测定某铜银合金中铜的质量分数除知道铜银合金的质量外,还必须测得与铜银合金相关的另外一个量,方可列方程组求解。结合题意,可知方法为测出氮的氧化物的质量。由于氮的氧化物存在于C、E两个装置中,所以必须测出两个装置的质量变化。另为保证测定准确,在A中反应完成和D中出现现象后,还应打开K1、K2,持续一段时间的N2和O2,以保证氮的氧化物被充分吸收。计算参加反应的硝酸的物质的量可以利用原子守恒进行计算,反应后剩余硝酸是0.04mol,反应前硝酸是0.04L×13.5mol/L=0.54mol,剩余参加反应的硝酸是0.5mol。因为溶液中含有银离子,剩余可以通过沉淀法来测定银的物质的量。

 

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