Question

20．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/LNaOH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，则下列有关叙述中不正确的是（　　）

• A． 溶解合金时收集到NO气体体积为2.24L（在标准状况）
• B． 加入合金的质量不可能为9.6g
• C． 沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150mL
• D． 参加反应的硝酸的物质的量为0.4mol

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，最终溶液为NaNO₃溶液，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，根据电荷守恒，转移电子物质的量等于氢氧根的物质的量，
A．根据电子转移守恒计算n（NO），但NO所处的状态不确定；
B．根据电子注意计算金属总物质的量，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．根据守恒可知n（NaOH）=n（OH^-），根据V=$\frac{n}{c}$计算加入的氢氧化钠溶液的体积；
D．根据方程式可知参加反应的n_反应（HNO₃）=$\frac{8}{3}$n（金属）．

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，最终溶液为NaNO₃溶液，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，根据电荷守恒，转移电子物质的量等于氢氧根的物质的量，n（OH^-）=$\frac{5.1g}{17g/mol}$=0.3mol，
A．根据电子转移守恒，n（NO）=$\frac{0.3mol}{5-2}$=0.1mol，标准状况下0.1molNO的体积为：22.4L/mol×0.1mol=2.24L，故A正确；
B．根据电子转移守恒，镁和铜的总的物质的量为$\frac{0.3mol}{2}$=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，加入合金的质量不可能为9.6g，故B正确；
C．根据守恒可知n（NaOH）=n（OH^-）=0.3mol，加入的氢氧化钠溶液的体积=$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL，故C错误；
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正确；
故选C．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．