Question

17．向20.0gCu 和Cu₂S的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成S單質(zhì)、Cu（NO₃）₂和標(biāo)準狀況下4.48LNO．過濾后向所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，金屬離子完全沉淀，此時溶液呈中性．下列有關(guān)說法不正確的是（　�。�

• A． Cu與Cu₂S的物質(zhì)的量之比為10：1
• B． 硝酸的物質(zhì)的量濃度為1.2mol/L
• C． Cu（OH）₂沉淀質(zhì)量為29.4g
• D． Cu、CuS與硝酸反應(yīng)后剩余HNO₃為0.4mol

Answer 1

分析 在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成S單質(zhì)、Cu（NO₃）₂和標(biāo)準狀況下4.48LNO，n（NO）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，結(jié)合氧化還原反應(yīng)單質(zhì)守恒列式計算，設(shè)20.0gCu 和Cu₂S的混合物中銅物質(zhì)的量為x，氧化亞銅物質(zhì)的量為y，
Cu～Cu²⁺～2e^-
 x               2x
Cu₂S～2Cu²⁺～2e^-
  y                  2y
Cu₂S～S～2e^-
 y             2y
HNO₃～NO～3e^-
             1         3
       0.2mol      0.6mol
則64x+160y=20.0
2x+2y+2y=0.6mol
x=0.25mol
y=0.025mol
根據(jù)銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.3mol，故反應(yīng)中硝酸有剩余，據(jù)此分析計算選項判斷．

解答 解：在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成S單質(zhì)、Cu（NO₃）₂和標(biāo)準狀況下4.48LNO，n（NO）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，結(jié)合氧化還原反應(yīng)單質(zhì)守恒列式計算，設(shè)20.0gCu 和Cu₂S的混合物中銅物質(zhì)的量為x，氧化亞銅物質(zhì)的量為y，
Cu～Cu²⁺～2e^-
 x               2x
Cu₂S～2Cu²⁺～2e^-
  y                  2y
Cu₂S～S～2e^-
 y             2y
HNO₃～NO～3e^-
             1         3
       0.2mol      0.6mol
則64x+160y=20.0
2x+2y+2y=0.6mol
x=0.25mol
y=0.025mol
根據(jù)銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.3mol，故反應(yīng)中硝酸有剩余，
A．Cu與Cu₂S的物質(zhì)的量之比=0.25：0.025=10：1，故A正確；
B．依據(jù)計算可知，反應(yīng)的硝酸生成硝酸銅、一氧化氮、剩余的硝酸，應(yīng)為1mol+0.2mol=1.2mol，濃度=$\frac{1.2mol}{0.5L}$=2.4mol/L，故B錯誤；
C．Cu（OH）₂沉淀質(zhì)量=98g/mol×0.3mol=29.4g，故C正確；
D．Cu、CuS與硝酸反應(yīng)后剩余HNO₃=1mol+0.2mol-0.6mol-0.2mol=0.4mol，故D正確；
故選B．

點評 本題考查了氧化還原反應(yīng)的計算分析，主要是元素守恒、電子守恒的計算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．