Question

13．将15.2g铜镁合金完全溶于100mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO₂和NO的混合气体11.2L（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol/L NaOH溶液，当金属离子恰好全部沉淀时，得到25.4g沉淀．
（1）该合金中铜与镁的物质的量之比是2：1；
（2）该浓硝酸中HNO₃的物质的量浓度是14mol/L；
（3）NO₂和NO的物质的量的比是9：1；
（4）得到25.4g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是900mL．

Answer 1

分析 （1）金属离子全部沉淀时，得到25.4g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为25.4g-15.2g=10.2g，根据n=$\frac{m}{M}$计算氢氧根的物质的量，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，根据提供的电子物质的量与二者质量之和列方程计算x、y的值，据此解答；
（2）根据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算该浓硝酸的物质的量浓度；
（3）根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算NO₂和N₂O₄混合气体的物质的量，互为二氧化氮的物质的量为xmol，根据电子转移列放出计算；
（4）根据钠离子守恒可知，氢氧化钠的物质的量等于反应后溶液中硝酸钠的物质的量，根据氮元素守恒计算硝酸钠的物质的量，再根据V=$\frac{n}{c}$计算需要氢氧化钠溶液的体积．

解答 解：（1）金属离子全部沉淀时，得到25.4g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为25.4g-15.2g=10.2g，氢氧根的物质的量为：$\frac{10.2g}{17g/mol}$=0.6mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，
则：$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=0.6}\\{64x+24y=15.2}\end{array}\right.$，
解得：x=0.2\y=0.1，故合金中铜与镁的物质的量之比是0.2mol：0.1mol=2：1，
故答案为：2：1；
（2）该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%，故该浓硝酸的物质的量浓度为：$\frac{1000×1.40×63%}{63}$mol/L=14mol/L，
故答案为：14mol/L；
故答案为：14mo/L；
（3）NO₂和NO混合气体的总物质的量为：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，设二氧化氮的物质的量为xmol，则NO的物质的量为（0.5-x）mol，
根据电子转移守恒可知，x×1+（0.5-x）×3=0.6，解得：x=0.45，则NO的物质的量为：0.5mol-0.4mol=0.05mol，
所以NO₂和NO的物质的量的比是0.45mol：0.05mol=9：1，
故答案为：9：1；
（4）根据钠离子守恒可知，氢氧化钠的物质的量等于反应后溶液中硝酸钠的物质的量，根据氮元素守恒可知，硝酸钠的物质的量为0.1L×14mol/L-0.5mol=0.9mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{0.9mol}{1mol/L}$=0.9L=900mL，
故答案为：900．

点评 本题考查混合物反应的有关计算，题目难度中等，理解反应发生的过程是关键，是对学生综合能力的考查，注意根据守恒思想进行的解答，试题培养了学生的化学计算能力．