题目内容

16．向27.2gCu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，经洗涤、干燥、灼烧，得到黑色固体质量为32g．下列有关说法不正确的是（　　）
A．原混合物中含氧原子的质量为1.6g
B．原硝酸的物质的量浓度为2.0mol/L
C．反应中产生标况下NO的体积为4.48L
D．固体物质溶解后剩余HNO3为0.2mol

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，n（NaNO3）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，经洗涤、干燥、灼烧，得到黑色固体质量为32g是氧化铜的质量，物质的量为$\frac{32g}{80g/mol}$=0.4mol，根据铜元素守恒有n（Cu）+2n（Cu2O）=n（CuO），所以反应后的溶液中n[[Cu（NO3）2]=n（CuO）=0.4mol．
A．令Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量及Cu元素物质的量列方程计算，原混合物中含氧原子的质量；
B．根据N元素守恒可知原硝酸溶液n（HNO3）=n（NO）+n（NaNO3），根据Na元素可知n（NaNO3）=n（NaOH），再根据c=$\frac{n}{V}$计算；
C．令Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量及Cu元素物质的量列方程计算，利用电子转移守恒计算n（NO），再根据V=nVm计算NO的体积；
D．根据N元素守恒，可知n剩余（HNO3）+2n[[Cu（NO3）2]=n（NaNO3），根据Na元素可知n（NaNO3）=n（NaOH）．

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，n（NaNO3）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，经洗涤、干燥、灼烧，得到黑色固体质量为32g是氧化铜的质量，物质的量为$\frac{32g}{80g/mol}$=0.4mol，根据铜元素守恒有n（Cu）+2n（Cu2O）=n（CuO），所以反应后的溶液中n[[Cu（NO3）2]=n（CuO）=0.4mol．
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．因为氧化亚铜的质量为0.1mol，所以混合体系中氧原子的质量为1.6g，故A正确；
B．根据N元素守恒可知n（HNO3）=n（NO）+n（NaNO3）=0.2mol+1.0mol/L×1.0L=1.2mol，所以原硝酸溶液的浓度为$\frac{1.2mol}{0.5L}$=2.4mol/L，故B错误；
C．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，所以如果在标准状况下NO的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L，故C正确；
D．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D正确；
故选B．

点评 本题考查铜及其化合物知识、氧化还原反应的计算，难度较大，清楚反应过程，充分利用守恒计算是解题的关键．

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