Question

11．将5.6g Cu、Mg合金投入到一定量的硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下混合气体VL（HNO₃被还原为NO和NO₂）；若向反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液，待金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗净、干燥后称量质量为10.7g，则下列分析正确的是（　　）

• A． 沉淀中氢氧根的质量为5.1g
• B． V为2.24L
• C． Cu的物质的量为0.1mol
• D． 反应后溶液呈中性

Answer 1

分析 反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液，金属元素全部沉淀，得到的沉淀是Cu（OH）₂和Mg（OH）₂的混合物，质量增加量为沉淀中OH^-的质量，计算氢氧根的物质的量，由电荷守恒可知，金属提供电子等于沉淀中氢氧根的物质的量，采用极值法计算：假设得到的气体全是NO，假设得到的气体全是NO₂，根据电子转移守恒计算气体物质的量，再计算生成气体体积，混合气体体积在二者之间；设混合物中Cu、Mg的物质的量分别为x、y，则根据质量可得64x+24y=5.6g，根据电子守恒可得2x+2y=0.3mol，据此计算出铜的物质的量．

解答 解：反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液，金属元素全部沉淀，得到的沉淀是Cu（OH）₂和Mg（OH）₂的混合物，质量增加量为沉淀中OH^-的质量，所以m（OH^-）=10.7g-5.6g=5.1g，则n（OH^-）=$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3 mol，由电荷守恒可知，金属提供电子等于沉淀中氢氧根的物质的量，即Cu、Mg共失去0.3 mol电子，
A．根据分析可知，沉淀中氢氧根的质量为5.1g，故A正确；
B．假设得到的气体全是NO，由电子转移守恒可知，n（NO）=$\frac{0.3mol}{5-2}$=0.1mol，所以NO体积是：0.1 mol×22.4 L/mol=2.24 L，
假设得到的气体全是NO₂，由电子转移守恒可知，n（NO₂）=$\frac{0.3mol}{5-4}$=0.3mol，所以NO₂体积是：0.3 mol×22.4 L/mol=6.72 L，
因为得到是混合气体，因此体积在二者之间，即2.24＜V＜6.72，故B错误；
C．设混合物中Cu、Mg的物质的量分别为x、y，则64x+24y=5.6g、2x+2y=0.3mol，解得：0.05mol、y=0.1mol，即：铜的物质的量为0.05mol，故C错误；
D．反应后生成硝酸镁、硝酸铜，铜离子部分水解，溶液呈酸性，故D错误；
故选A．

点评 本题考查了混合物反应计算，题目难度中等，利用守恒思想计算，避免难以确定Fe反应后的价态，明确氢氧根离子所带电荷等于金属失去的电子为解答关键，试题培养了学生的化学计算能力．