化学综合

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/27 10:20:19
下面是分离一块铜银合金的方法:
铜银合金-适量硝酸溶解-溶液A-足量铜棒-固体M(不包括Cu)+溶液B
溶液B-足量铁棒-固体N(不包括Fe)
(1)A为_________,B为__________,M为___________,N为___________。
(2)若M为mg,N为ng,则至少消耗HNO3_______g。
(3)试从经济和环境的角度分析,用浓HNO3好,还是稀HNO3好?__________,原因是_____________________________。

(1)A为Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液,B为Cu(NO3)2,M为Ag,N为Cu
(2)0.9m+2.3625n
(3)稀硝酸 因为用浓硝酸反应,产物易于生成NO2,对于N元素的利用率很低(因为HNO3到NO2只是降了1价,则消耗的HNO3就必须加大),且对大气污染很重,而稀硝酸易于生成N2或NH4NO3,较为环保,经济。

这里解释一下2吧:要使硝酸消耗最少,那么就要尽量使每个HNO3得到的电子数越多越好,即被还原的程度越大越好。
但是,又有个问题了,如果被还原成NH4+,这是还原程度最大的;但是每生成1个NH4+就必须要多消耗1个NO3-来与之配对(阴阳离子守恒);这样的话生成NH4NO3,就相当于每个N原子只得到4个电子了,并不是最好的方案。
而如果转化为N2就没有这种顾虑了,所以最好的转化方案就是生成N2。
Ag的物质的量为m/108 mol,Cu的物质的量为n/64 mol;
生成的Ag+必须要有1个NO3-来与之配对,生成的Cu2+必须要有2个NO3-来与之配对;这些铜银合金提供的电子数为(m/108 + 2*n/64) mol,转化为N2,需消耗的NO3-的量为(m/108 + 2*n/64)/5 mol,
所以最终消耗的HNO3的量等于6/5*(m/108 + 2*n/64)mol
其质量=6/5*(m/108 + 2*n/64)* 63 = 0.9m+2.3625n 克

1、A:Cu(NO3)2、AgNO3混合液; B:Cu(NO3)2;
M:Ag; N:Cu
2、3Cu~8HNO3 消耗HNO3 8*63m/(3*64)=2.625m
3Ag~4HNO3 消耗HNO3 4*63n/(3*108)=0.778n
至少消耗HNO3 (2.625m+0.778n)g
3、用稀HNO3好;
Cu、Ag与浓HNO3 反应主要得到NO2 ,与稀HNO3 反应主要得到NO。Cu、Ag质量一定时,与浓HNO3 反应消耗HNO3多些,并产生污染气体NO2多于与稀HNO3 反应产生的NO(浓 Cu~4HNO3~