Question

14．将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol•L^-1的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，则下列有关叙述中正确的是（　　）

• A． 开始加入合金的质量可能为16.4g
• B． 标准状况下产物NO的体积为22.4L
• C． 生成沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100mL
• D． 参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol

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，生成NO为0.1mol，由此分析解答．

解答 解：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$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，生成NO为$\frac{0.3mol}{5-2}$=0.1mol，
A、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A错误；
B、标况下NO的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故B错误；
C、加入的氢氧化钠恰好与硝酸镁、硝酸铜反应，由上述分析可知，加入的NaOH为0.3mol，故加入NaO溶液的体积为$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL，故C正确；
D、根据方程式可知参加反应的n_反应（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金属）=$\frac{8}{3}$×0.15mol=0.4mol，故D错误；
故选C．

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，难度较大，B选项可以利用氮原子守恒计算硝酸的物质的量．