将4.96g某铜银合金溶于10mL13.0mol/L的浓硝酸中
将4.96g某铜银合金溶于10mL13.0mol/L的浓硝酸中
待合金完全溶解后,收集到气体896ml（标况）,并测得溶液氢离子的浓度为3mol/L.假设反应所得气体只可能是二氧化氮,一氧化氮或它们的混合物溶液体积仍为10ml.试计算：
1.被还原硝酸的物质的量
2.合金中银的质量分数
3.所得气体的组成（若为混合物,需算出个组成成分的体积）.
根据氮元素守恒,可知：被还原硝酸物质的量=生成气体物质的量=896/1000/22.4=0.04(mol)
消耗氢离子的物质的量=(13-3)*10/1000=0.1(mol)
在合金溶解时,对于硝酸发生的电化学反应如下：
e- + 2H+ + NO3- = NO2↑+ H2O
x x/2
3e- + 4H+ + NO3- = NO↑+ 2H2O
y y/4
根据上面的关系得联立方程：
x + y = 0.1
x/2 + y/4 = 0.04
解之,得：
x = 0.06 (mol)
y = 0.04 (mol)
由此可知,生成的气体为混合气体.其中NO2的体积为0.06/2*22.4*1000=672(ml)；NO的体积为0.04/4*22.4*1000=224(ml).
将x和y的值带回上面的电化学方程式,求得电子转移了0.06*0.5+0.04*0.75=0.06(mol)
合金溶解时,对于合金的电化学反应如下：
Ag = Ag+ + e-
a a
Cu = Cu2+ + 2e-
b 2b
根据电子转移守恒和合金总质量列联立方程：
a + 2b = 0.06
108a + 64b = 4.96
解之,得：
a = 0.04(mol)
b = 0.01(mol)
由此可知,合金中银的质量分数为0.04*108/4.96=87.1%
答：被还原硝酸物质的量为0.04摩尔.合金中银的质量分数为87.1%.气体的组成为二氧化氮672毫升；一氧化氮224毫升.