Question

8．将21.9g铝铜合金完全溶于一定量的稀硝酸（假定硝酸的还原产物只有NO），向其中加入2mol/L NaOH溶液560mL时沉淀质量不再发生变化．将沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧后得24.0g黑色固体．试计算：（无计算过程不给分）
（1）合金中铝的质量分数．
（2）反应中生成的NO气体在标准状况下的体积．
（3）溶解合金所用稀硝酸中含HNO₃的物质的量．

Answer 1

分析 Al、Cu与硝酸发生氧化还原反应后，再与NaOH反应生成沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥、灼烧后得24.0g黑色固体，可知黑色固体为CuO，结合Cu原子守恒可知Cu的质量，再由电子守恒或反应计算生成NO，由N原子守恒可计算硝酸的量，以此来解答．

解答 解：（1）灼烧后所得24.0 g黑色固体为CuO，原合金中含Cu 为24 g×$\frac{64}{80}$=19.2 g，合金中铝的质量分数为 $\frac{21.9g-19.2g}{21.9g}$×100%=12.3%，
答：合金中铝的质量分数为12.3%；
（2）设Al与稀HNO₃反应生成NO的体积为V₁，Cu与稀HNO₃反应生成NO的体积为V₂．
Al+4HNO₃（稀）═Al（NO₃）₃+NO↑+2H₂O  
27 g                                             22.4L
2.7 g                                              V₁
V₁═2.24 L
3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O 
3×64 g                                           2×22.4 L
19.2 g                                                  V₂
V₂═4.48 L
反应中生成的NO气体在标准状况下体积为2.24 L+4.48 L=6.72 L，
答：反应中生成的NO气体在标准状况下体积为6.72 L；
（3）根据反应前后钠元素守恒，加入的NaOH全部转化为NaAlO₂和NaNO₃．n（NaNO₃）=n（NaOH）-n（NaAlO₂）=2 mol/L×0.56 L-0.1 mol=1.02 mol，溶解合金时，有0.3 mol HNO₃转化为NO，故溶解合金所用稀硝酸中含HNO₃的物质的量为1.02 mol+0.3 mol=1.32 mol，
答：溶解合金所用硝酸中含HNO₃的物质的量为1.32 mol．

点评 本题考查氧化还原的计算，为高频考点，把握发生的反应、原子或电子守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意守恒法的应用，题目难度不大．