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将3.20 g Cu溶于B mol·L-1过量的硝酸溶液30.0 mL中,假设硝酸的还原产物只有NO2和NO,反应结束后,将所剩溶液加水稀释至1 000 mL,测得c()=0.200 mol·L-1

(1)试求稀释后溶液的pH。

(2)生成的气体中NO2和NO的物质的量 (可用含有B的代数式表示)。

(3)用NaOH溶液吸收氮的氧化物是防止NOx污染的一种方法。原理为:2NO2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2O,NO+NO2+2NaOH====2NaNO2+H2O

若生成的混合气体能被NaOH溶液完全吸收,试讨论B的取值范围。

(1)pH=1  (2)NO:(0.045B-0.350)mol,NO2:(0.150-0.015B) mol

(3)8.3≤B<10

解析:(1)设稀释后溶液的H+物质的量浓度为c(H+),依溶液电中性,可得(3.20 g÷64 g·mol-1)×2+c(H+)×1.00 L=0.200 mol·L-1×1.00 L,解得c(H+)=0.100 mol·L-1,pH=-lg c(H+) =1。

(2)设n(NO2)=a mol,n(NO)=b mol,依电子得失守恒,有:a+3b=0.100  ①,依N元素守恒,有:a+b=0.030B-0.200  ②,解①②联立得:a=(0.045B-0.350) mol,b=(0.150-0.015B) mol。

(3)依题意有不等式:n(NO2)>0,n(NO)>0,n(NO2)≥n(NO),即:0.045B-0.350>0,解得B>7.80; 0.150-0.015B>0,解得B<10.0;0.045B-0.350≥0.150-0.015B,解得B≥8.30。

综合上述结果得:8.3≤B<10。

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A.a/2 molB.2a molC.0.100 a molD.(a + 0.100) mol

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  1. A.
    a/2 mol
  2. B.
    2a mol
  3. C.
    0.100 a mol
  4. D.
    (a + 0.100) mol

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