Question

3．在一定浓度的浓硝酸中加入m克铜镁合金恰好完全溶解（假定硝酸的还原产物只有NO₂），向反应后的混合溶液中滴加bmol/LNaOH溶液，当滴加到v mL时，恰好完全反应，得到沉淀质量为n克，则下列有关该实验的说法中正确的有（　　）
①沉淀中氢氧根的质量为（n-m）克 
②恰好溶解后溶液中的NO₃^-离子的物质的量为bv mol
③反应过程中转移的电子数为$\frac{n-m}{17}$mol    
④生成NO₂气体的体积为$\frac{22.4（n-m）}{17}$L
⑤与合金反应反应的硝酸的物质的量为$\frac{2（n-m）}{17}$mol．

• A． ①②③④⑤
• B． ①③④⑤
• C． ①③⑤
• D． ①②③⑤

Answer 1

分析 mg铝镁合金与一定浓度的稀硝酸恰好完全溶解（假定硝酸的还原产物只有NO₂），向反应后的混合溶液中滴加b mol/L NaOH溶液，当滴加到V mL时，得到沉淀质量恰好为最大值n克，沉淀质量最大为氢氧化铝和氢氧化镁质量之和，此时溶液为硝酸钠溶液；
①沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁，沉淀质量等于铝镁合金质量与氢氧根质量之和；
②恰好溶解后溶液中的NO₃^-离子的物质的量等于沉淀质量最大溶液中NO₃^-离子的物质的量，即n（NO₃^-）=n（Na⁺）=n（NaOH），据此进行计算；
③根据电荷守恒，在沉淀中，氢氧根的物质的量等于Mg²⁺、Cu²⁺所带电荷的物质的量，也等于合金失去电子的物质的量，即为反应过程中转移的电子来进行计算；
④根据气体没有明确所处状态是否标准状态来判断；
⑤根据质量守恒，硝酸有两种作用，作为酸的硝酸（生成硝酸铜、硝酸镁）的物质的量等于$\frac{n-m}{17}$mol，根据电子守恒计算出生成二氧化氮的物质的量，从而可知硝酸的总物质的量．

解答 解：①沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁，沉淀质量等于铝镁合金质量与氢氧根质量之和，所以沉淀中氢氧根的质量为（n-m）克，故①正确；
②恰好溶解后溶液中的NO₃^-离子的物质的量等于沉淀质量最大溶液中NO₃^-离子的物质的量，当沉淀量最大时，溶液中的溶质只有硝酸钠（NaNO₃），硝酸根离子与钠离子的物质的量相等，n（NO₃^-）=n（Na⁺）=n（NaOH）=$\frac{bV}{1000}$mol，故②错误；
③至沉淀量最大，生成的n克沉淀为氢氧化铜和氢氧化镁．根据质量守恒定律，其中镁、铜元素的质量等于m克合金的质量，所以沉淀中氢氧根的质量为（n-m）克，在沉淀中，氢氧根的物质的量等于Mg²⁺、Cu²⁺所带电荷的物质的量，也等于合金失去电子的物质的量，即为反应过程中转移的电子，n（e^-）=n（OH^-）=$\frac{n-m}{17}$mol，故③正确；
④选项中没有说明所处状态，无法计算二氧化氮的体积，故④错误；
⑤参加反应的硝酸有两种作用，起酸和氧化剂作用，作氧化剂的硝酸的物质的量等于NO₂的物质的量为：$\frac{\frac{n-m}{17}}{5-4}$mol=$\frac{n-m}{17}$mol，生成硝酸铜、硝酸镁的硝酸根离子为为$\frac{n-m}{17}$mol，所以与合金反应的硝酸的物质的量为$\frac{2（n-m）}{17}$mol，故⑤正确；
故①③⑤正确，
故选C．

点评 本题结合铝镁与硝酸反应及生成的盐与氢氧化钠反应的特点，对电子守恒、溶液电中性原理、质量守恒进行综合考查，难度中等，题目以多项形式呈现，考查了学生的综合运用知识能力和解决复杂问题的能力，是一道考查能力的好题．