Question

10．1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO₂和N₂O₄的混合气体1120mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀．下列说法中不正确的是（　　）

• A． NO₂和N₂O₄的混合气体中，NO₂的体积分数是80%
• B． 该浓硝酸中HNO₃的物质的量浓度是14.0mol/L
• C． 该合金中铜与镁的物质的量之比是2：1
• D． 得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600mL

Answer 1

分析 金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g，氢氧根的物质的量为$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=0.06}\\{64x+24y=1.52}\end{array}\right.$，解得：x=0.02，y=0.01，
A．根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算NO₂和N₂O₄混合气体的物质的量，令二氧化氮的物质的量为amol，根据电子转移列放出计算，进而计算二氧化氮的体积分数；
B．根据c=$\frac{1000ρω}{M}$计算该浓硝酸的物质的量浓度；
C．根据分析计算出该合金中铜与镁的物质的量之比；
D．根据钠离子守恒可知，氢氧化钠的物质的量等于反应后溶液中硝酸钠的物质的量，根据氮元素守恒计算硝酸钠的物质的量，再根据V=$\frac{n}{c}$计算需要氢氧化钠溶液的体积．

解答 解：金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g，氢氧根的物质的量为$\frac{1.02g}{17g/mol}$=0.06mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则$\left\{\begin{array}{l}{2x+2y=0.06}\\{64x+24y=1.52}\end{array}\right.$，解得：x=0.02，y=0.01，
A．NO₂和N₂O₄混合气体的物质的量为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，设二氧化氮的物质的量为amol，则四氧化二氮的物质的量为（0.05-a）mol，根据电子转移守恒可知，a×1+（0.05-a）×2×1=0.06，解得a=0.04，故NO₂的体积分数是：$\frac{0.04mol}{0.05mol}$×100%=80%，故A正确；
B．该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%，故该浓硝酸的物质的量浓度为$\frac{1000×1.4×63%}{63}$mol/L=14mol/L，故B正确；
C．根据分析可知，合金中铜与镁的物质的量之比是0.02mol：0.01mol=2：1，故C正确；
D．根据钠离子守恒可知，氢氧化钠的物质的量等于反应后溶液中硝酸钠的物质的量，根据氮元素守恒可知，硝酸钠的物质的量为0.05L×14mol/L-0.04mol-（0.05-0.04）×2=0.64mol，故需要氢氧化钠溶液的体积为$\frac{0.64mol}{1mol/L}$=0.64L=640mL，故D错误；
故选D．

点评 本题考查混合物的有关计算，题目难度中等，理解反应发生的过程是关键，注意根据守恒思想进行的解答，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．