Question

11．将m g的镁、铜合金加到一定量的稀硝酸中，金属完全溶解（假设反应中还原产物全部是NO）．向反应后溶液中加入5mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金质量增加10.2g，则下列叙述正确的是（　　）

• A． 当金属全部溶解时，无法计算出参与反应的硝酸的物质的量
• B． 7.2＜m＜19.2
• C． 当金属全部溶解时，收集到NO气体的体积一定为4.48L
• D． 当生成沉淀的量达到最大值时，消耗NaOH溶液的体积为120mL

Answer 1

分析 将一定量的镁和铜合金加入到稀HNO₃中，二者恰好反应，金属、硝酸都没有剩余，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10.2g，则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为10.2g，氢氧根的物质的量为$\frac{10.2g}{17g/mol}$=0.6mol，根据电子转移守恒，则镁和铜的总的物质的量为0.3mol，生成NO为0.2mol，
A．根据方程式可知参加反应的n_反应（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金属）；
B．金属的总质量与金属的含量有关，假定全为镁、全为铜计算确定金属的质量范围；
C．温度、压强未知，不能计算NO的体积；
D．可能剩余硝酸，无法计算加入的氢氧化钠溶液的体积．

解答 解：将一定量的镁和铜合金加入到稀HNO₃中，二者恰好反应，金属、硝酸都没有剩余，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10.2g，则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为10.2g，氢氧根的物质的量为$\frac{10.2g}{17g/mol}$=0.6mol，根据电子转移守恒，则镁和铜的总的物质的量为$\frac{0.6mol}{2}$=0.3mol，生成NO为$\frac{0.6mol}{3}$=0.2mol，
A．根据方程式可知，参加反应的n_反应（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金属）=$\frac{8}{3}$×0.3mol=1.8mol，故A错误；
B．镁和铜的总的物质的量为0.3mol，假定全为镁，质量为0.3mol×24g/mol=7.2g，若全为铜，质量为0.3mol×64g/mol=19.2g，所以参加反应的金属的总质量（m）为7.2g＜m＜19.2g，故B正确；
C．温度、压强未知，不能确定气体摩尔体积，不能计算NO的体积，故C错误；
D．与硝酸镁、硝酸铜反应消耗NaOH为0.6mol，该部分NaO溶液的体积为$\frac{0.6mol}{5mol/L}$=0.12L=120mL，而硝酸可能有剩余，无法计算加入的氢氧化钠溶液的体积，故D错误．
故选：B．

点评 本题主要考查混合物有关计算，综合考查学生的得失电子守恒、质量守恒等综合运用和解决复杂问题的能力，是一道考查能力的好题，注意反应中硝酸可能有剩余．