Question

12．将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属恰好完全溶解（假设反应中还原产物只有NO）．向反应后的溶液中加入3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加 5.1g．下列叙述不正确的是（　　）

• A． 当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4 mol
• B． 参加反应的金属的总质量 3.6 g＜m＜9.6 g
• C． 当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积V=200 mL
• D． 当金属全部溶解时收集到NO气体的体积在标况下为 2.24 L

Answer 1

分析 将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀HNO₃中，金属完全溶解（假设反应中还原产物只有NO），发生反应：3Mg+8HNO₃ （稀）=3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃ （稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
向反应后的溶液中加入过量的3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，发生反应：Mg（NO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaNO₃、Cu（NO₃）₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaNO₃，沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜，生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g，则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为5.1g，氢氧根的物质的量为$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，根据电子转移守恒，则镁和铜的总的物质的量为0.15mol，以此来解答．

解答 解：将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀HNO₃中，金属完全溶解（假设反应中还原产物只有NO），发生反应3Mg+8HNO₃ （稀）=3Mg（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、3Cu+8HNO₃ （稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
向反应后的溶液中加入过量的3mol/L NaOH溶液至沉淀完全，发生反应：Mg（NO₃）₂+2NaOH=Mg（OH）₂↓+2NaNO₃、Cu（NO₃）₂+2NaOH=Cu（OH）₂↓+2NaNO₃，沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜，生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g，则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为5.1g，氢氧根的物质的量为$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，根据电子转移守恒，则镁和铜的总的物质的量为0.15mol，
A．根据方程式可知参加反应的n_反应（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金属）=0.15mol×$\frac{8}{3}$=0.4mol，故A正确；
B．镁和铜的总的物质的量为0.15mol，假定全为镁，质量为0.15mol×24g/mol=3.6g，若全为铜，质量为0.15mol×64g/mol=9.6g，所以参加反应的金属的总质量（m）为3.6g＜m＜9.6g，故B正确；
C．若硝酸无剩余，则参加反应氢氧化钠的物质的量等于0.3mol，需要氢氧化钠溶液体积=$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL，硝酸若有剩余，消耗的氢氧化钠溶液体积大于100mL，故C错误；
D．镁和铜的总的物质的量为0.15mol，根据电子转移守恒可知生成的NO物质的量为$\frac{0.15mol×2}{3}$=0.1mol，若为标准状况下，生成NO的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故D正确；
故选C．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的发反应、电子及原子守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意守恒法应用，题目难度不大．