Question

13．向27.2gCu和Cu₂O的混合物中加入2mo1/L的稀硝酸0.6L，固体物质完全反应，生成NO和Cu（NO₃）₂． 在所得溶液中加入2.0mol/L的Na0H溶液，此时溶液呈中性，金属离子完全沉淀，沉淀质量为39.2g，下列有关说法正确的是（　　）

• A． 消耗NaOH溶液的体积为0.5L
• B． 产生气体的体积一定是4.48L
• C． Cu、Cu₂O与硝酸反应后剩余为0.5mol
• D． Cu、Cu₂O的物质的量之比是1：2

Answer 1

分析 在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，沉淀为Cu（OH）₂，质量为39.2g，物质的量为$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根据铜原子守恒，反应后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，根据铜元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，设Cu和Cu₂O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有 64x+144y=27.2，根据铜元素守恒有x+2y=0.4，联立方程解得x=0.2，y=0.1．
A．利用电子转移守恒计算n（NO），根据N元素守恒可知：n_原（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根据Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH），再根据V=$\frac{n}{c}$计算需要NaOH溶液体积；
B．NO不一定处于标况下；
C．根据N元素守恒，可知n_剩余（HNO₃）+2n[[Cu（NO₃）₂]=n（NaNO₃）；
D．根据分析可知Cu、Cu₂O的物质的量之比．

解答 解：在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，沉淀为Cu（OH）₂，质量为39.2g，物质的量为$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根据铜原子守恒，反应后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，根据铜元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，设Cu和Cu₂O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有 64x+144y=27.2，根据铜元素守恒有x+2y=0.4，联立方程解得x=0.2，y=0.1．
A．根据电子转移守恒可知：3n（NO）=2n（Cu）+2n（Cu₂O），所以3n（NO）=2×0.2mol+2×0.1mol，解得n（NO）=0.2mol，根据N元素守恒可知n_原（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃）=0.2mol+n（NaNO₃）=2mol/L×0.6L=1.2mol，所以n（NaNO₃）=1mol，根据Na元素可知n（NaOH）=n（NaNO₃）=1mol，需要NaOH溶液体积为$\frac{1mol}{2mol/L}$=0.5L，故A正确；
B．生成的NO为0.2mol，但不一定是标况下，其体积不一定为4.48L，故B错误；
C．反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余的氢氧化钠与硝酸反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中n（HNO₃）+2n[[Cu（NO₃）₂]=n（NaNO₃），所以n（HNO₃）=n（NaNO₃）-2n[[Cu（NO₃）₂]=1mol-2×0.4mol=0.2mol，故C错误；
D．由上述分析可知，n（Cu）：n（Cu₂O）=0.2mol：0.1mol=2：1，故D错误，
故选：A．

点评 本题考查混合物计算、氧化还原反应的计算，需要学生清楚反应过程，充分利用守恒思想进行解答，较好的考查学生分析计算能力，B选项为易错点，学生容易忽略NO不一定是标况下．