Question

10．將一定質量的鎂、銅合金加入到稀硝酸中，兩者恰好完全反應，假設反應過程中還原產物全是NO，向所得溶液中加入物質的量濃度為3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，測得生成沉淀的質量比原合金的質量增加5.1g，則下列有關敘述中正確的是（　�。�

• A． 參加反應的硝酸的物質的量為0.4mol
• B． 加入合金的質量可能為9.6g
• C． 沉淀完全時消耗NaOH溶液體積為150mL
• D． 溶解合金時產生NO氣體體積0.224L（以標準狀況）

Answer 1

分析 將一定質量的鎂、銅合金加入到稀HNO₃中，兩者恰好完全反應，假設反應中還原產物只有NO，發(fā)生反應：3Mg+8HNO₃（�。�=3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，向反應后的溶液中加入過量的NaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應：Mg（NO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaNO₃、Cu（NO₃）₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaNO₃，沉淀為氫氧化鎂和氫氧化銅，生成沉淀的質量比原合金的質量增加5.1g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質量為5.1g，氫氧根的物質的量為$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，根據電子轉移守恒，則鎂和銅的總的物質的量為0.15mol，
A．根據方程式可知參加反應的n_反應（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金屬）；
B．根據電子轉移計算金屬總物質的量，金屬的總質量與金屬的含量有關，假定全為鎂、全為銅計算確定金屬的質量范圍；
C．n（NaOH）=n（OH^-），根據V=$\frac{n}{c}$計算加入的氫氧溶液的體積；
D．根據電子轉移守恒計算n（NO），然后計算出標況下一氧化氮的體積．

解答 解：將一定質量的鎂、銅合金加入到稀HNO₃中，兩者恰好完全反應，假設反應中還原產物只有NO，發(fā)生反應：3Mg+8HNO₃（�。�=3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，向反應后的溶液中加入過量的NaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應：Mg（NO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaNO₃、Cu（NO₃）₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaNO₃，沉淀為氫氧化鎂和氫氧化銅，生成沉淀的質量比原合金的質量增加5.1g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質量為5.1g，氫氧根的物質的量為：$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，根據電子轉移守恒，則鎂和銅的總的物質的量為0.15mol，
A．根據方程式可知參加反應的n_反應（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金屬）=$\frac{8}{3}$×0.15mol=0.4mol，故A正確；

B．假定全為鎂，金屬質量為0.15mol×24g/mol=3.6g，若全為銅，金屬質量為：0.15mol×64g/mol=9.6g，所以參加反應的金屬的總質量（m）范圍為：3.6g＜m＜9.6g，故B錯誤；
C．反應消耗氫氧化鈉的物質的量為：n（NaOH）=n（OH^-）=0.3mol，則加入的氫氧化鈉溶液的體積為：V=$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL，故C錯誤；
D．金屬的物質的量為0.15mol，完全反應失去0.15mol×2=0.3mol電子，根據電子轉移守恒，生成一氧化氮的物質的量為：n（NO）=$\frac{0.3mol}{5-2}$=0.1mol，標準狀況下NO的體積為0.1mol2.24L，故D錯誤；
故選A．

點評 本題主要考查混合物有關計算，題目難度中等，側重于學生運用電子轉移守恒、質量守恒等解決復雜問題的能力，是一道考查能力的好題．