Question

2．將一定質(zhì)量的鎂銅合金加入到100mL某濃度HNO₃溶液中，兩者恰好反應(yīng)，假設(shè)反應(yīng)的還原產(chǎn)物只有NO氣體，向所得溶液中加入物質(zhì)的量濃度為3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，測得生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1g，則下列有關(guān)敘述中正確的是（　　）

• A． 加入合金的質(zhì)量不可能為6.6g
• B． 參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量濃度為1mol/L
• C． 生成沉淀完全時消耗NaOH溶液的體積為100 mL
• D． 生成NO氣體體積為2.24 L

Answer 1

分析 將一定量的鎂和銅合金加入到HNO₃中，二者恰好反應(yīng)，金屬、硝酸都沒有剩余，反應(yīng)中還原產(chǎn)物只有NO，發(fā)生反應(yīng)：3Mg+8HNO₃（�。┄T3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（�。┄T3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
向反應(yīng)后的溶液中加入3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應(yīng)：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(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質(zhì)量為5.1g．
A．根據(jù)電荷守恒可知，金屬提供電子物質(zhì)的量等于沉淀中氫氧根的物質(zhì)的量，據(jù)此計算合金的總物質(zhì)的量；
B．根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算NO物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計算NO的體積；
C．加入的氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂、氫氧化銅，根據(jù)氫氧根守恒計算NaOH的物質(zhì)的量，根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算加入的氫氧化鈉溶液的體積；
D．根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)的n_{反應(yīng)}（HNO₃）=4n（NO）．再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算．

解答 解：將一定量的鎂和銅合金加入到稀HNO₃中，二者恰好反應(yīng)，金屬、硝酸都沒有剩余，反應(yīng)中還原產(chǎn)物只有NO，發(fā)生反應(yīng)：3Mg+8HNO₃（�。┄T3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃（�。┄T3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
向反應(yīng)后的溶液中加入3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應(yīng)：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(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質(zhì)量為5.1g，氫氧根的物質(zhì)的量為$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則鎂和銅的總的物質(zhì)的量為$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，生成NO為$\frac{0.3mol}{5-2}$=0.1mol，
A．由上述分析可知，鎂和銅的總的物質(zhì)的量為0.15mol，所以質(zhì)量介于3.6g～9.6，故A錯誤；
B．根據(jù)方程式可知參加反應(yīng)的n_{反應(yīng)}（HNO₃）=4n（NO）=0.4mol，故原硝酸物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L，故B錯誤；
C．加入的氫氧化鈉恰好與硝酸鎂、硝酸銅反應(yīng)，由上述分析可知，加入的NaOH為0.3mol，故加入NaO溶液的體積為$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL，故C正確；
D．標況下NO的體積為0.1mol×22.4L/mol=2.24L，狀況不知，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查混合物有關(guān)計算，綜合考查學生對得失電子守恒等綜合運用和解決復雜問題的能力，是一道考查能力的好題，難度中等．