Question

在100mL，c（NO₃^-）为4mol?L^-1的Cu（NO₃）₂和AgNO₃的混合溶液中加入一定量的铝粉，充分反应后过滤，将滤纸上的沉淀干燥后，称量为24.8g，将此沉淀溶于稀盐酸中无气体产生．在滤液中滴入NaCl溶液无现象，然后加入过量的NaOH溶液得到沉淀，过滤并将沉淀物用酒精灯加热，冷却，称量为4.0g．下列推断中错误的是（　　）

• A、由题可知，铝粉不足，Cu²⁺只有部分被置换出来
• B、滤液中c（Cu²⁺）=0.5mol?L^-1
• C、参加反应的铝的质量为2.7g
• D、原混合溶液中c（Ag⁺）=1.5mol?L^-1

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：在100mL，c（NO₃^-）为4mol?L^-1的Cu（NO₃）₂和AgNO₃的混合溶液中加入一定量的铝粉，充分反应后过滤，将滤纸上的沉淀干燥后，称量为24.8g，将此沉淀溶于稀盐酸中无气体产生说明铝没有剩余；
在滤液中滴入NaCl溶液无现象，说明银离子完全被置换生成银单质，
假设生成的24.8g沉淀完全是银，
则银的物质的量=

24.8g

108g/mol

=0.23mol，
银离子的物质的量浓度=

0.23mol

0.1L

=2.3mol/L，
然后加入过量的NaOH溶液得到沉淀，沉淀为氢氧化铜，将氢氧化铜加热、冷却得到氧化铜，
氧化铜的物质的量=

4.0g

80g/mol

=0.05mol，
根据原子守恒得铜离子浓度=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，
原溶液中2 c（Cu ²⁺）+n（Ag⁺）=1mol/L+2.3mol/L＜c（NO₃^-）=4mol?L^-1，
所以24.8g金属不仅含有银还含有铜单质；
设铜离子浓度为xmol/L，银离子浓度为ymol/L，
根据电荷守恒得2x+y=4mol/L①，
铜离子和银离子质量=xmol/L×0.1L×64g/mol+ymol/L×0.1L×108g/mol=24.8g+

64

80

×4.0g②，
将①②联立得

2x+y=4 6.4x+10.8y=28

，
解得

x=1 y=2

，
结合转移电子守恒计算参加反应的铝的质量．

解答： 解：在100mL，c（NO₃^-）为4mol?L^-1的Cu（NO₃）₂和AgNO₃的混合溶液中加入一定量的铝粉，充分反应后过滤，将滤纸上的沉淀干燥后，称量为24.8g，将此沉淀溶于稀盐酸中无气体产生说明铝没有剩余；
在滤液中滴入NaCl溶液无现象，说明银离子完全被置换生成银单质，
假设生成的24.8g沉淀完全是银，
则银的物质的量=

24.8g

108g/mol

=0.23mol，
银离子的物质的量浓度=

0.23mol

0.1L

=2.3mol/L，
然后加入过量的NaOH溶液得到沉淀，沉淀为氢氧化铜，将氢氧化铜加热、冷却得到氧化铜，
氧化铜的物质的量=

4.0g

80g/mol

=0.05mol，
根据原子守恒得铜离子浓度=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，
原溶液中2 c（Cu ²⁺）+n（Ag⁺）=1mol/L+2.3mol/L＜c（NO₃^-）=4mol?L^-1，
所以24.8g金属不仅含有银还含有铜单质；
设铜离子浓度为xmol/L，银离子浓度为ymol/L，
根据电荷守恒得2x+y=4mol/L①，
铜离子和银离子质量=xmol/L×0.1L×64g/mol+ymol/L×0.1L×108g/mol=24.8g+

64

80

×4.0g②，
将①②联立得

2x+y=4 6.4x+10.8y=28

，
解得

x=1 y=2

，
所以原溶液中铜离子浓度为1mol/L，银离子浓度为2mol/L，
A．通过以上分析知，铝粉不足，Cu²⁺只有部分被置换出来，故A正确；
B．根据原子守恒得滤液中铜离子浓度=

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，故B正确；
C.24.8g金属中银的质量=2mol/L×0.1L×108g/mol=21.6g，铜的质量为24.8g-21.6g=3.2g，
根据转移电子守恒得消耗铝的质量=

2mol/L×0.1L×1+ 3.2g 64g/mol ×2

3

×27/mol=2.7g，
故C正确；
D．通过以上分析知，原溶液中银离子浓度为2mol/L，故D错误；
故选：D．

点评：本题考查了混合物的有关计算，明确24.8g金属的成分是解本题关键，先根据电荷守恒计算24.8g金属的成分，然后根据电荷守恒、质量守恒计算铜离子和银离子浓度，结合转移电子守恒计算铝的质量，难度较大．