Question

【题目】向27.2g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2，在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性。金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g。下列有关说法不正确的是( )

A. Cu与Cu2O的物质的量之比为2∶1

B. 产生的NO在标准状况下的体积为4.48L

C. 硝酸的物质的量浓度为2.6mol/L

D. Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol

Answer 1

【答案】C

【解析】

在所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO3，n(NaNO3) = n(NaOH) = 1.0 mol/L×1.0 L=1 mol，沉淀为Cu(OH)2，质量为39.2 g，计算出其物质的量= = 0.4 mol，再根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O) = n[Cu(OH)2]，所以反应后的溶液中n[[Cu(NO3)2] = n[Cu(OH)2] = 0.4 mol；
A. 令Cu和Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者质量及关系式n(Cu)+2n(Cu2O) = n[Cu(OH)2]，列方程计算；
B. 根据A计算的Cu和Cu2O的物质的量，利用电子转移守恒计算n(NO)，再根据V=n×Vm计算NO的体积；

C. 根据N元素守恒可知原硝酸溶液n(HNO3) = n(NO) + n(NaNO3)，根据A计算的Cu和Cu2O的物质的量，利用电子转移守恒计算n（NO），根据Na元素可知n（NaNO3）=n（NaOH），再根据c = 来计算；
D. 反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜、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) 剩余+ 2n[[Cu(NO3)2] = n(NaNO3)，据此计算。

A. 设Cu和Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者质量有 64 x+144 y = 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，所以n(Cu)：n(Cu2O) = 0.2：0.1 = 2：1，故A项正确；
B.根据电子转移守恒可知：3n(NO) = 2n(Cu) + 2n(Cu2O)，所以3n(NO) = 2×0.2 mol + 2×0.1 mol，解得n(NO) = 0.2 mol，所以标准状况下NO的体积为0.2 mol×22.4 L/mol = 4.48 L，故B项正确；

C. 根据N元素守恒可知n(HNO3) = n(NO) + n(NaNO3)，根据电子转移守恒可知：3n(NO) = 2n(Cu) + 2n(Cu2O)，所以3n(NO) = 2×0.2 mol + 2×0.1 mol，解得n(NO) = 0.2 mol，根据Na元素可知n(NaNO3) = n(NaOH) = 1.0 mol/L×1.0 L=1 mol，所以n(HNO3) = n(NO) + n(NaNO3) = 0.2 mol+1 mol = 1.2 mol，所以原硝酸溶液的浓度为 = 2.4 mol/L，故C项错误；
D. 反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸铜、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)剩余 + 2n[Cu(NO3)2] = n(NaNO3)，所以n(HNO3) 剩余= n(NaNO3) - 2n[Cu(NO3)2]=1 mol-2×0.4mol = 0.2 mol，故D项正确。
答案选C。