Question

20．將一定質量的鎂、銅組成的混合物加入到稀硝酸中，金屬完全溶解（假設反應中還原產(chǎn)物全部是NO）．向反應后的溶液中加入3mol/LNaOH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7.65g，則下列敘述中正確的是（　�。�

• A． 當生成沉淀達到最大量時，消耗NaOH溶液的體積為150mL
• B． 當金屬全部溶解時收集到NO氣體的體積為0.336L（標準狀況下）
• C． 當金屬全部溶解時，參加反應的硝酸的物質的量一定是0.6mol
• D． 參加反應的金屬的總質量一定是9.9g

Answer 1

分析 將一定量的鎂和銅組成的混合物加入到稀HNO₃中，金屬完全溶解（假設反應中還原產(chǎn)物只有NO），發(fā)生反應：3Mg+8HNO₃ （稀）=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3mol/L 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7.65g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質量為7.65g，氫氧根的物質的量為$\frac{7.65g}{17g/mol}$=0.45mol，則鎂和銅的總的物質的量為0.225mol，
A．當生成的沉淀達到最大量時，溶液中溶質為NaNO₃，硝酸根守恒可知n（NaNO₃）=2n（硝酸銅+硝酸鎂），由鈉離子守恒由n（NaOH）=n（NaNO₃），再根據(jù)V=$\frac{n}{V}$計算；
B．根據(jù)電子轉移守恒計算NO物質的量，結合氣體不一定是標準狀況判斷；
C．根據(jù)氮元素守恒n（HNO₃）=2n（硝酸銅+硝酸鎂）+n（NO）；
D．根據(jù)鎂和銅的總的物質的量以及金屬的總質量與金屬的含量有關來計算．

解答 解：將一定量的鎂和銅組成的混合物加入到稀HNO₃中，金屬完全溶解（假設反應中還原產(chǎn)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3mol/L 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7.65g，則氫氧化鎂和氫氧化銅含有氫氧根的質量為7.65g，氫氧根的物質的量為$\frac{7.65g}{17g/mol}$=0.45mol，則鎂和銅的總的物質的量為0.225mol，
A．當生成的沉淀達到最大量時，溶液中溶質為NaNO₃，硝酸根守恒可知n（NaNO₃）=2n（硝酸銅+硝酸鎂）=0.225mol×2=0.45mol，由鈉離子守恒由n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.45mol，故此時氫氧化鈉溶液的體積為$\frac{0.45mol}{3mol/L}$=0.15L=150mL，故A正確；
B．根據(jù)電子轉移守恒可知生成的NO物質的量為$\frac{0.225mol×2}{3}$=0.15mol，標準狀況下，生成NO的體積為0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故B錯誤；
C、根據(jù)氮元素守恒n（HNO₃）=2n（硝酸銅+硝酸鎂）+n（NO）=0.225mol×2+0.15mol=0.6mol，故C正確；
D、鎂和銅的總的物質的量為0.225mol，假定全為鎂，質量為0.225mol×24g/mol=5.4g，若全為銅，質量為0.225mol×64g/mol=14.4g，所以參加反應的金屬的總質量（m）為5.4g＜m＜14.4g，故D錯誤；
故選AC．

點評 本題主要考查混合物有關計算，涉及鎂銅與硝酸反應、生成的鹽與氫氧化鈉反應，綜合考查學生的得失電子守恒、質量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，難度較大．