Question

有9.7g Cu和Zn的合金与足量的稀HNO₃反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24L．将溶液稀释为1L，测得溶液的pH=1，此时溶液中NO^-₃的浓度为（ ）
A．0.3mol/L
B．0.4mol/L
C．0.5mol/L
D．0.6mol/L

Answer 1

【答案】分析：令9.7gCu和Zn的合金中Cu和Zn的物质的量分别为xmol、ymol，根据合金质量，则64x+65y=9.7．合金与足量的稀HNO₃反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24L，物质的量为0.1mol，根据电子转移守恒，则2x+2y=0.1×（5-2），联立方程计算x、y的值．将溶液稀释为1L，测得溶液的pH=1，可知硝酸有剩余，剩余硝酸为0.1mol/L×1L=0.1mol，根据Cu和Zn的物质的量计算溶液中硝酸铜、硝酸锌的物质的量，溶液中n（NO^-₃）=n（NO^-₃）+2n[Cu（NO₃）₂]+2n[Zn（NO₃）₂]，据此计算NO^-₃物质的量浓度．
解答：解：令9.7gCu和Zn的合金中Cu和Zn的物质的量分别为xmol、ymol，
根据合金质量，则64x+65y=9.7．
合金与足量的稀HNO₃反应，还原产物只有NO气体，其体积在标准状况下为2.24L，物质的量为0.1mol，根据电子转移守恒，则2x+2y=0.1×（5-2），
联立方程，解得x=0.05，y=0.1．
将溶液稀释为1L，测得溶液的pH=1，可知硝酸有剩余，剩余硝酸为0.1mol/L×1L=0.1mol，根据Cu和Zn的物质的量可知溶液中n[Cu（NO₃）₂]=0.05mol，n[Zn（NO₃）₂]=0.1mol，
所以溶液中n（NO^-₃）=n（NO^-₃）+2n[Cu（NO₃）₂]+2n[Zn（NO₃）₂]=0.1mol+2×0.05mol+2×0.1mol=0.4mol．
所以溶液中NO^-₃物质的量浓度为=0.4mol/L．
故选B．
点评：本题考查氧化还原反应的计算，难度中等，根据电子转移守恒、元素守恒计算是关键，如根据方程式计算，相对比较麻烦．注意守恒思想在氧化还原反应计算中应用．